[發明專利]一種高耐磨型聚氨酯薄膜材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810650413.2
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN109054060A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 裘友玖;韓桂林;朱華
• 申請（專利權）人: 佛山陵朝新材料有限公司
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L75/08;C08L5/04;C08K3/34;B29C41/12;D01F9/04;D01F1/10;B29K71/00;B29L7/00
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本發明涉及一種高耐磨型聚氨酯薄膜材料的制備方法，屬于薄膜材料技術領域。本發明采用丙酮為溶劑，丙酮的揮發使靜電紡絲制備的纖維溫度快速降低而引起熱致相分離，聚合物富集區形成纖維骨架，溶劑富集區則形成孔，造成纖維上凹坑的形成，由于水是海藻酸鈉的凝固劑，水珠就成為致孔劑，揮發后的位置就成了孔，通過形成的孔隙結構穿插聚氨酯材料并填充形成交織的三維網狀結構，通過形成的交聯結構，有效改善聚氨酯材料和無機填充材料的結合強度；同時聚酯多元醇中長鏈脂肪族單體賦予其優異的柔韌性，而環狀單體賦予其韌性，無機填充聚氨酯材料后使復合材料具有一定程度的交聯，使其形成網絡結構，賦予其較好的耐磨性能。

技術領域

本發明涉及一種高耐磨型聚氨酯薄膜材料的制備方法，屬于薄膜材料技術領域。

背景技術

在傳統機械的運動過程中，承載力和摩擦系數是影響機械摩擦性能的主要影響因素。承載力越大，摩擦系數越高，意味著機械所受到的摩擦也就越高，在使用過程中設備磨損程度也就越嚴重。而微機電系統由于尺寸比傳統意義的機械小得多，這就意味著它具有極大的表面積/體積比，在研究摩擦方面與宏觀摩擦學產生了巨大的區別。微機電系統元件因其制造技術精密，尺寸控制嚴格，其摩擦副之間的間隙常處于納米級甚至零間隙，傳統的機械力因素對元件受力幾乎無影響。在元件的運行過程中，元件表面的粘附力及表面張力等微觀因素取代了傳統的機械力，成為影響系統摩擦現象的主要因素。宏觀摩擦學中傳統摩擦力的研究因素已不能在微機電系統的摩擦中得到應用。因此必須以元件材料上的分子、原子為研究對象做微摩擦學研究。在微機電系統中元件表面的粘附性及表面張力成為影響MEMS系統性能、工作穩定性、抗摩擦性和使用壽命的重要因素。

表面效應和尺寸效應使微機電系統的摩擦現象與宏觀摩擦產生了本質的區別，傳統的摩擦學已不能用于對元件表面粘附性和表面張力的研究，而要對其它的影響因素進行研究和探討。MEMS的使用材料和使用環境對其摩擦學有重要影響。目前MEMS多采用單晶硅、多晶硅、氮化硅做主體材料，它們的使用性能成為影響摩擦的主要因素。此外，工作環境也會對其摩擦行為產生影響。在不同的工作環境（大氣、濕度、溫度）中，元件的摩擦損耗也不同。例如，大氣中的氧氣使材料表面很容易產生氧化層，對材料界面進行腐蝕，從而加劇了材料的磨損，而材料在氮氣環境中由于氮氣的保護作用，材料界面保存完善，有很好的耐磨性。

大氣中的水汽可吸附在材料表面使材料表面發生力學變化變化，增加的界面粘附力對摩擦性能有顯著影響，降低了材料的抗磨損程度。此外，MEMS的運動載荷和運動速度等都會對系統的微摩擦性能產生一定的影響。

微機電系統在運動過程中，元件接觸時所產生的機械力很小，對元件表面的受力沒有影響，故摩擦主要取決于表面的分子作用力和吸附性，因此對MEMS系統的元件表面進行改性是解決微機電系統摩擦現象的有力手段。目前國內外許多學者和研究機構對MEMS的摩擦學問題展開了深入的研究探索。目前研究的重點多集中在對MEMS系統元件材料表面進行改性，從而達到潤滑的目的。

MEMS系統元件的摩擦磨損現象在很大程度上與其制造材料有著千絲萬縷的關系。微機電系統是由半導體集成電路發展延伸的，故其所用材料主要是硅基材料，其它材料包括有機聚合物、陶瓷、金屬等。硅基材料因其產量豐富、性能優越被廣泛應用于MEMS的制造，但在高溫環境下機械性能差，當運動過程中超載或摩擦次數過多時，硅基材料表面極易產生微細磨粒，這對MEMS系統的運作是及其致命的。因此對硅基材料進行強化改性成為改善其微摩擦效果的重要手段。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對現有聚氨酯薄膜減摩抗磨性能較差的問題，提供了一種高耐磨型聚氨酯薄膜材料的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

（1）按重量份數計，分別稱量45～50份丙酮、10～15份海藻酸鈉、6～8份蒙脫土和25～30份二氯甲烷置于攪拌機中，攪拌混合并超聲分散，收集分散液并靜置脫泡得紡絲液；