[發明專利]聚苯硫醚發汗式潤滑耐磨復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110376190.3
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102516767A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 朱艷吉;汪桂英;汪懷遠;張帥
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: C08L81/02
• 分類號: C08L81/02;C08L27/18;C08L71/08;C08L1/26;C08K13/04;C08K7/08;C08K3/16;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/04;C08K3/26;C08K5/21;C08K5/01
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 張海霞

技術領域

本發明涉及一種聚苯硫醚復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著現代科技的快速發展，航空航天、機械制造、交通運輸等工業部門對高性能塑料的耐磨性，高溫性等提出了越來越苛刻的要求。聚苯硫醚（PPS）是一種結晶性熱塑性特種工程塑料，具有優良的高溫穩定性（熔點280℃）、耐化學腐蝕性、阻燃性及良好的機械性能等特性。然而，傳統PPS及其復合材料不適合作為摩擦件，因為PPS存在摩擦系數偏高的缺陷。較高的摩擦系數導致摩擦過程中生熱很快，導熱困難，聚熱嚴重，溫度甚至超過PPS復合材料的使用上限而使材料快速失效。因此，國內外研究者利用固體潤滑劑、纖維、微米顆粒、納米粉體等對其進行改性處理，一定程度上降低了材料的摩擦系數，增加了材料的耐磨性能。然而到目前為止，研究開發的各種PPS復合材料仍難以滿足高載荷、低摩擦、高耐磨的摩擦學需求。

PPS具有較高的力學強度，適合作為骨架材料。以PPS為骨架的多孔含脂材料，在常態下能夠吸入并存儲潤滑油，而在工作中因溫度和壓力的作用又能夠連續穩定地提供潤滑油，可以長時間不換油而起到良好的自潤滑作用，顯著降低了摩擦系數，提高材料的耐磨性及使用壽命。?日本專利（公開號JP241364）提及到一種利用碳酸鈉、苯甲酸鈉制備多孔聚苯硫醚材料。但是提供的造孔方式簡單，孔隙率大，孔結構單一，材料強度低，無法滿足較高載荷、速度等惡劣條件下的摩擦學應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種以聚苯硫醚為骨架的多孔含油脂材料，該材料在保證聚苯硫醚力學強度的基礎上，具有自潤滑性能優越，磨損率低，摩擦系數小的特點。

本發明的另一目的是提供本發明產品的制備方法。

?為實現上述發明目的，本申請采用的技術方案是：一種聚苯硫醚發汗式潤滑耐磨復合材料，是在聚苯硫醚內添加造孔劑組成骨架基材，然后經燒結成型工藝獲得孔隙率為5%～45%的骨架，最后向骨架內的孔中充填潤滑油或脂制成；上述組成骨架基材的造孔劑有兩種，其中之一是微米造孔劑，所述微米造孔劑包括氯化鈉、碳酸銨、尿素、聚乙二醇或甲基纖維素中的一種或幾種的混合物；其中之二是納米造孔劑，所述納米造孔劑包括介孔TiO₂晶須、分子篩或碳納米管中的一種或幾種的混合物；上述混合物的混合比例任意。

?優選聚苯硫醚發汗式潤滑耐磨復合材料，其骨架基材內還含有聚四氟乙烯。

??優選聚苯硫醚發汗式潤滑耐磨復合材料，其骨架基材按重量百分比由以下組分原料制成：聚苯硫醚40～80%，聚四氟乙烯0～20%，微米造孔劑10～40%，納米造孔劑0.1～15%。

上述分子篩作為納米造孔劑，優選其型號分別為MCM-41、SBA-15或β沸石。

所述聚苯硫醚發汗式潤滑耐磨復合材料的制備方法如下：

A、按照配方量，將組成骨架基材的各組分在常溫下采用干法或濕法混合并干燥；

B、將步驟A的物料采用熱壓或冷壓燒結成型，形成骨架；?

C、清洗骨架內孔道；

D、向骨架中充填潤滑油或脂。

上述制備方法中步驟B采用熱壓燒結成型時，其工藝是：280～330℃、5～20MPa下保溫30～120min，自然降溫后脫模得到樣品；采用冷壓燒結成型時，其工藝是：冷壓壓力大小為20～70MPa，燒結溫度為280～330℃下保溫2～6小時，自然降溫；上述升降溫的速率為2～5℃/min。

上述制備方法中步驟D充填潤滑油或脂，采用的是高溫真空浸漬或壓鑄工藝，其中采用高溫浸漬工藝時真空度為0.01～0.2bar，采用壓鑄工藝時滲透時間1～24小時。

上述制備方法中步驟D充填的潤滑油或脂為鋰基潤滑脂、膨潤土潤滑脂、HP高溫潤滑脂、羥基硅油、二甲基硅油、聚α烯烴潤滑油中的一種或者幾種的混合物，混合物的混合比例任意，其中潤滑油分解溫度大于120℃，潤滑脂的滴點范圍為120～350℃。