本發(fā)明涉及復(fù)合涂層，具體是一種ptfe基自潤(rùn)滑復(fù)合涂層材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚四氟乙烯(ptfe)基復(fù)合涂層在現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用中占據(jù)了重要地位，特別是在高負(fù)荷、低摩擦以及無潤(rùn)滑油環(huán)境中，其優(yōu)越性能尤為突出。ptfe因其極低的摩擦系數(shù)、優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性和熱穩(wěn)定性而被廣泛應(yīng)用于自潤(rùn)滑復(fù)合涂層的制備。

2、ptfe基自潤(rùn)滑復(fù)合涂層盡管在諸多工業(yè)應(yīng)用中展示了優(yōu)異的性能，但其在技術(shù)層面仍面臨若干挑戰(zhàn)。ptfe材料固有的低摩擦系數(shù)和良好的耐化學(xué)腐蝕性使其在自潤(rùn)滑領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)，但其機(jī)械性能相對(duì)較差，尤其是耐磨性不足，影響整體材料的使用壽命和可靠性。因此需要對(duì)其進(jìn)行改性以提高ptfe涂層的耐磨性能，延長(zhǎng)其使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種ptfe基自潤(rùn)滑復(fù)合涂層材料及其制備方法，解決氧化鋁和石墨烯同時(shí)作為填料界面結(jié)合弱，ptfe耐磨性差的問題，在ptfe涂層減磨性能進(jìn)一步提高的情況下，顯著增強(qiáng)涂層的耐磨性能。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一方面，本發(fā)明公開了一種ptfe基自潤(rùn)滑復(fù)合涂層材料的制備方法，包括以下步驟：

4、s1、將石墨烯加入有機(jī)溶劑中超聲分散，得到石墨烯分散液；

5、s2、將偶聯(lián)劑與去離子水混合，調(diào)節(jié)ph值為2-4后，緩慢加入石墨烯分散液中，50-70℃溫度下充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，再加入氧化鋁，經(jīng)過超聲分散、磁力攪拌、真空抽濾、洗滌、干燥、研磨后得到氧化鋁錨定石墨烯粉體；

6、s3、將氧化鋁錨定石墨烯粉體加入聚酰亞胺和ptee的混合溶液中，超聲分散、磁力攪拌后得到減摩自潤(rùn)滑ptee泥料；

7、s4、將減摩自潤(rùn)滑ptee泥料涂覆在鋼背銅粉板表面，經(jīng)過冷軋、烘干、熱壓，即得減摩自潤(rùn)滑ptee復(fù)合板材。

8、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟s3中，混合溶液中聚酰亞胺、ptee和水的質(zhì)量比為15：(60-65)：120。

9、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟s4中，烘干溫度為140-160℃，烘干時(shí)間為20-30min。

10、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟s4中，熱壓溫度為350-400℃，壓力為25-40mpa，保壓時(shí)間至少5h。

11、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：石墨烯、硅烷偶聯(lián)劑、氧化鋁、聚酰亞胺、聚四氟乙烯的質(zhì)量比為(2～8)：(0.5～3)：(1～2)：15：(64～65)。

12、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述硅烷偶聯(lián)劑氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑。

13、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述氧化鋁的粒徑為15-25nm。

14、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述石墨烯的厚度為0.8～1.2nm，片徑為0.5～2.0μm。

15、另一方面，本發(fā)明公開了一種ptfe基自潤(rùn)滑復(fù)合涂層材料，其采用上述的制備方法所制得。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

17、1.本發(fā)明將石墨烯和氧化鋁同時(shí)作為填料加入到ptfe基體中，既可以發(fā)揮石墨烯的減磨高強(qiáng)度的作用，又可以發(fā)揮氧化鋁的耐磨高硬度性能，因而產(chǎn)生顯著的協(xié)同作用，提升復(fù)合涂層的減摩耐磨和力學(xué)性能；

18、2.將氧化鋁錨定在石墨烯上，石墨烯的片層結(jié)構(gòu)可以促進(jìn)氧化鋁顆粒在基體中的均勻分布，減少團(tuán)聚現(xiàn)象，確保填料分散均勻；

19、3.石墨烯表面能低，氧化鋁表面能高，本發(fā)明中采用的偶聯(lián)劑起著重要的界面改性作用，通過在填料和基體之間形成化學(xué)鍵，改善了石墨烯與氧化鋁以及石墨烯與ptfe基體的界面結(jié)合，進(jìn)一步發(fā)揮了氧化鋁與石墨烯的協(xié)同潤(rùn)滑作用。

技術(shù)特征：

1.一種ptfe基自潤(rùn)滑復(fù)合涂層材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s3中，混合溶液中聚酰亞胺、ptee和水的質(zhì)量比為15：(60-65)：120。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s4中，烘干溫度為140-160℃，烘干時(shí)間為20-30min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s4中，熱壓溫度為350-400℃，壓力為25-40mpa，保壓時(shí)間至少5h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，石墨烯、硅烷偶聯(lián)劑、氧化鋁、聚酰亞胺、聚四氟乙烯的質(zhì)量比為(2～8)：(0.5～3)：(1～2)：15：(64～65)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氧化鋁的粒徑為15-25nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述石墨烯的厚度為0.8～1.2nm，片徑為0.5～2.0μm。

9.一種ptfe基自潤(rùn)滑復(fù)合涂層材料，其采用如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的制備方法所制得。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種PTFE基自潤(rùn)滑復(fù)合涂層材料的制備方法，包括以下步驟：S1、將石墨烯加入有機(jī)溶劑中超聲分散，得到石墨烯分散液；S2、將偶聯(lián)劑與去離子水混合，調(diào)節(jié)pH值為2?4后，緩慢加入石墨烯分散液中，50?70℃溫度下充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，再加入氧化鋁，經(jīng)過超聲分散、磁力攪拌、真空抽濾、洗滌、干燥、研磨后得到氧化鋁錨定石墨烯粉體；S3、將氧化鋁錨定石墨烯粉體加入聚酰亞胺和PTEE的混合溶液中，超聲分散、磁力攪拌后得到減摩自潤(rùn)滑PTEE泥料；S4、將減摩自潤(rùn)滑PTEE泥料涂覆在鋼背銅粉板表面，經(jīng)過冷軋、烘干、熱壓，即得減摩自潤(rùn)滑PTEE復(fù)合板材。

技術(shù)研發(fā)人員：李聰敏,侯綠林,楊兆方,李光昊,沈軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：合肥波林新材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19