減摩抗磨固體潤(rùn)滑材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種減摩抗磨固體潤(rùn)滑材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 摩擦是物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的一種現(xiàn)象，是產(chǎn)生能量損耗的一種主要方式。據(jù)估計(jì)， 世界能源的1/3-1/2最終被各種不同形式的摩擦消耗掉。
[0003] 因此，采用潤(rùn)滑形式來(lái)克服摩擦造成的能量損耗是解決和緩解能源緊張的一個(gè)主 要途徑。目前，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，如航空航天、交通運(yùn)輸、重型機(jī)械、軍工等均采用不 同形式的液體潤(rùn)滑或固體潤(rùn)滑解決摩擦問(wèn)題。
[0004] 相對(duì)液體潤(rùn)滑來(lái)說(shuō)，固體潤(rùn)滑具有高溫持續(xù)使用的特點(diǎn)。在摩擦副對(duì)偶面通過(guò)離 子濺射、氣相沉積或者表面涂覆技術(shù)形成金屬、陶瓷或者高分子復(fù)合材料的固體潤(rùn)滑涂層， 可有效緩解機(jī)械設(shè)備的摩擦磨損，降低由于磨損產(chǎn)生的能耗。
[0005] 相對(duì)于離子濺射、氣相化學(xué)沉積等技術(shù)形成的固體潤(rùn)滑涂層，高分子樹(shù)脂基潤(rùn)滑 涂層具有生產(chǎn)工藝和施工工藝簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，可進(jìn)行絲網(wǎng)印刷、噴涂、浸涂、刷涂，因此可在需 要進(jìn)行固體潤(rùn)滑的所有領(lǐng)域使用。尤其在較為復(fù)雜的環(huán)境條件下需要進(jìn)行固體潤(rùn)滑時(shí)，采 用特定納米顆?；蛱祭w維的樹(shù)脂基固體潤(rùn)滑材料具有出色的減摩抗磨效果。
[0006] 目前高分子樹(shù)脂基潤(rùn)滑涂層普遍采用耐高溫樹(shù)脂和減摩抗磨顆粒如石墨、二硫化 鉬等材料制備而成。單純使用這些組分往往具有較好的減摩抗磨效果，但固體潤(rùn)滑涂層對(duì) 基材表面的附著力較差，在特殊條件下的減摩抗磨效果一般。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供一種減摩抗磨固體潤(rùn)滑材料及其制備方法，解決固體潤(rùn)滑涂層對(duì)基 材表面的附著力較差的問(wèn)題以及提高固體潤(rùn)滑的減摩抗磨效果。
[0008] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種減摩抗磨固體潤(rùn)滑材料，它包括按重量份計(jì)的 如下組分：石墨和/或二硫化鉬6-15份，氧化石墨烯0. 05-0. 1份，碳纖維1-5份，TiO2顆粒 〇. 1-1份，質(zhì)量濃度在30%的聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂30-70份，分子量為500-800的聚丙二醇改 性的聚硅氧烷0. 1-0. 8份，雙效活性聚硅氧烷0. 1-0. 8份。
[0009] 本發(fā)明的具體特點(diǎn)還有，首先對(duì)組成固體潤(rùn)滑材料的減摩抗磨材料進(jìn)行預(yù)處理， 然后加入行星式球磨機(jī)高速研磨40min，促使各種顆粒表面功能基團(tuán)與聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂 中的異氰酸酯或酰胺基團(tuán)反應(yīng)形成共價(jià)鍵或次價(jià)鍵，然后采用100目濾網(wǎng)過(guò)濾，得到減摩 抗磨固體潤(rùn)滑材料。
[0010] 石墨15份，氧化石墨烯0. 05份，碳纖維2份，TiO2顆粒1份，質(zhì)量濃度在30%的聚 酰胺酰亞胺樹(shù)脂30份，分子量為500-800的聚丙二醇改性的聚硅氧烷0. 8份，雙效活性聚 硅氧烷0.5份。
[0011] 石墨13份，二硫化鉬2份，氧化石墨烯0. 03份，碳纖維1份，TiO2顆粒1份，質(zhì)量 濃度在30%的聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂40份，分子量為500-800的聚丙二醇改性的聚硅氧烷0. 4 份，雙效活性聚硅氧烷0. 4份。
[0012] 本發(fā)明還提供一種減摩抗磨固體潤(rùn)滑材料的制備方法，其特征是它包括如下步 驟：首先對(duì)組成固體潤(rùn)滑材料的減摩抗磨材料進(jìn)行預(yù)處理，所述減摩抗磨材料包括石墨和 /或二硫化鉬，氧化石墨烯，碳纖維，二氧化鈦顆粒，質(zhì)量濃度在30%的聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂， 分子量為500-800的聚丙二醇改性的聚硅氧烷，雙效活性聚硅氧烷；取處理過(guò)的石墨和/或 二硫化鉬6-15份，氧化石墨烯0. 05-0. 1份，碳纖維1-5份，TiO2顆粒0. 1-1份，質(zhì)量濃度 在30%的聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂30-70份，分子量為500-800的聚丙二醇改性的聚硅氧烷(流平 用助劑）0. 1-0. 8份，雙效活性聚硅氧烷(消泡用助劑）0. 1-0. 8份加入行星式球磨機(jī)高速研 磨40min，促使各種顆粒表面功能基團(tuán)與聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂中的異氰酸酯或酰胺基團(tuán)反應(yīng) 形成共價(jià)鍵或次價(jià)鍵，然后采用100目濾網(wǎng)過(guò)濾，得到減摩抗磨固體潤(rùn)滑材料。
[0013] 本發(fā)明的具體特點(diǎn)還有，對(duì)石墨或者二硫化鉬的預(yù)處理是指用單烷氧基三（二辛 基磷酰氧基）鈦酸酯對(duì)顆粒粒度為3-10 μ m的石墨或二硫化鉬進(jìn)行噴霧處理，之后在140°C 真空烘烤4小時(shí)，使鈦酸酯端基與石墨或二硫化鉬表面羥基等基團(tuán)反應(yīng)偶聯(lián)。
[0014] 對(duì)氧化石墨稀的預(yù)處理是指對(duì)厚度小于lnm，直徑IOOnm-I μ m氧化石墨稀在80°C 真空烘烤4小時(shí)，去除表面水。
[0015] 對(duì)碳纖維的預(yù)處理是指用γ -氨丙基三乙氧基硅烷對(duì)寬度為7 μ m、長(zhǎng)徑比為7的 碳纖維進(jìn)行噴霧處理，在行星式球磨機(jī)上研磨2小時(shí)，促使硅烷端基與碳纖維表面基團(tuán)發(fā) 生偶聯(lián)脫水反應(yīng)，之后在140°C真空中烘烤4小時(shí)。
[0016] 對(duì)二氧化鈦的預(yù)處理是指將金紅石型粒徑為20-100nm的TiO2顆粒在140°C真空 中烘烤4小時(shí)，去除水分。
[0017] 石墨15份，氧化石墨烯0. 05份，碳纖維2份，TiO2顆粒1份，質(zhì)量濃度在30%的聚 酰胺酰亞胺樹(shù)脂30份，分子量為500-800的聚丙二醇改性的聚硅氧烷0. 8份，雙效活性聚 硅氧烷0.5份。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是：該發(fā)明涉及的減摩抗磨固體潤(rùn)滑材料及其制備方法，由于 提高了樹(shù)脂材料與顆粒材料的有效作用，樹(shù)脂能更有效的固定減摩抗磨的顆粒組分，使得 固體潤(rùn)滑劑在摩擦組件表面具有極強(qiáng)的附著力，在70°C水超聲兩小時(shí)后采用膠帶剝離，無(wú) 涂層掉落現(xiàn)象。此外，1102納米顆粒和氧化石墨烯的加入，使得固體潤(rùn)滑劑在高低溫、高濕 度、礦物油環(huán)境以及有氧環(huán)境下均具有優(yōu)異的減摩抗磨效果。在無(wú)機(jī)油干磨條件下摩擦系 數(shù)可達(dá)0. 09,有機(jī)油環(huán)境下摩擦系數(shù)可達(dá)0. 07,從而提高設(shè)備的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 實(shí)施例1 :用單烷氧基三（二辛基磷酰氧基）鈦酸酯對(duì)顆粒粒度為3-10 μ m的石墨 或二硫化鉬進(jìn)行噴霧處理，之后在140°C真空烘烤4小時(shí)，使鈦酸酯端基與石墨或二硫化鉬 表面羥基等基團(tuán)反應(yīng)偶聯(lián)；對(duì)厚度小于lnm，直徑IOOnm-I μ m氧化石墨稀在80°C真空烘烤 4小時(shí)，去除表面水；用γ -氨丙基三乙氧基硅烷對(duì)寬度為7 μ m、長(zhǎng)徑比為7的碳纖維進(jìn)行 噴霧處理，在行星式球磨機(jī)上研磨2小時(shí)，促使硅烷端基與碳纖維表面基團(tuán)發(fā)生偶聯(lián)脫水 反應(yīng)，之后在140°C真空中烘烤4小時(shí)；對(duì)金紅石型粒徑為20-100nm的TiO2顆粒在140°C 真空中烘烤4小時(shí)，去除水分。取處理過(guò)的石墨15份，氧化石墨烯0.05份，碳纖維2份， TiO2顆粒1份，質(zhì)量濃度在30%的聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂30份，分子量為500-800的聚丙二醇 改性的聚硅氧烷0. 8份，雙效活性聚硅氧烷0. 5份加入行星式球磨機(jī)高速研磨40min，然后 采用100目濾網(wǎng)過(guò)濾，得到減摩抗磨固體潤(rùn)滑材料。
[0020] 實(shí)施例2 :本實(shí)施