[發明專利]耐磨自潤滑復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201711353784.6
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108276658A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 梅黎黎;朱順全
• 申請（專利權）人: 武漢鼎瑞新材料有限責任公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L75/06;C08L75/04;C08L25/06;C08L23/06;C08L77/00;C08L75/08;C08G18/76;C08G18/75;C08G18/73;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/42
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

本發明涉及一種耐磨自潤滑復合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將多元醇和含氟有機材料混合高速攪拌得到第一混合物；(2)向第一混合物中加入異氰酸酯繼續攪拌后得到第二混合物；(3)將第二混合物在95～100℃的條件下熟化6～12h、破碎后得到自潤滑材料；(4)按照重量比為100:(1～70)取熱塑性樹脂材料和自潤滑材料混合得到共混料，送放螺桿擠出機擠出、造粒機造粒后冷卻干燥，即得自潤滑復合材料，其中，所述異氰酸酯和多元醇的熔點不高于150℃；所述含氟有機材料的熔點不高于150℃且在20℃時運動粘度為0.75～100000mm²/s。本發明工藝方法簡單、生產成本低、制備材料性能穩定、相容性好。

技術領域

本發明涉及材料制造領域，具體的說是一種耐磨自潤滑復合材料的制備方法。

背景技術

自潤滑材料是指利用固體粉末、薄膜或某些整體材料來減少兩承載表面間的摩擦磨損作用。在固體潤滑過程中，固體潤滑材料和周圍介質要與摩擦表面發生物理、化學反應生成固體潤滑膜，降低磨擦磨損。

常見的自潤滑材料，如聚四氟乙烯(PTFE)，雖然具有耐腐蝕、耐氣候、高潤滑、電絕緣性等優良性能，但由于聚四氟乙烯是典型的軟而弱聚合物，大分子間的相互引力較小，剛度、硬度、強度都較小，在應力長期作用下會變形，而由于PTFE的硬度低，使其易被其他材料磨損，此外聚四氟乙烯還具有“冷流性”，即材料制品在長時間連續載荷作用下發生的塑性變形(蠕變)等缺點。尤其是在很多工程中需要使用聚四氟乙烯作為自潤滑材料時更突顯了聚四氟乙烯的耐磨性不足這一缺陷，增加了工程成本。

目前聚四氟乙烯常采用懸浮聚合制備方法，典型的懸浮聚合方法包括下列步驟:將一種液體介質預裝入到帶攪拌、夾套的立式反應釜中，預裝入少量包括引發劑在內的其它改性劑組分，脫氧、用氮氣置換、用TFE加壓到預定水平、攪拌、使系統達到所需溫度，根據預定基準加入更多的TFE和改性劑調節溫度，以相同或不同速率加入引發劑的過程可持續到整個批料或持續批料的一部分或只在反應前加入，四氟乙烯懸浮聚合的過程一般在水或二氧化碳介質中進行。由上述過程可以看出傳統的聚合生產方法工藝較復雜，還存在產品穩定性差,雜質含量高等缺點，而且還會給環境帶來大量的三廢，增加環境保護的成本與壓力。

針對這一現狀，亟需通過新原料與新工藝的結合，找到一種新型的耐磨自潤滑材料作為PTFE的替代品，使材料兼具良好的潤滑作用和優良的耐磨性能。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種工藝方法簡單、生產成本低、性能穩定、相容性好、性能優異的耐磨自潤滑復合材料的制備方法。

本發明耐磨自潤滑復合材料的制備方法包括以下步驟：(1)將多元醇和含氟有機材料混合高速攪拌得到第一混合物；(2)向第一混合物中加入異氰酸酯繼續攪拌后得到第二混合物；(3)將第二混合物在95-100℃的條件下熟化6～12h、破碎后得到自潤滑材料；(4)按照重量比為100:(1～70)取熱塑性樹脂材料和自潤滑材料混合得到共混料，送擠出機擠出、造粒機造粒后冷卻干燥，即得自潤滑復合材料，

其中，所述異氰酸酯和多元醇的熔點不高于150℃；所述含氟有機材料的熔點不高于150℃且在20℃時運動粘度為0.75～100000mm²/s。

所述步驟(1)所述異氰酸酯和多元醇合計70～85重量份，且異氰酸酯和多元醇的化學計量比為0.7～1.25:1；所述含氟有機材料為15～30重量份。

所述步驟(3)中擠出溫度為180-220℃。

所述步驟(1)中所述多元醇和含氟有機材料的混合高速攪拌速度為1000～1500rpm，時間為8-12min，分散溫度為80～100℃；所述步驟(2)中加入氰酸酯后的攪拌速度為500～800rpm,時間為0.5-10min。

所述步驟(2)所述將得到的所述第一混合物在室溫下冷卻10～20min，然后再加入異氰酸酯。