[發明專利]二硫化鉬-氧化石墨-鎳磷-聚四氟乙烯復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201810903528.8
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN109021472B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 楊育林;李飛;宋來洲;范兵利;谷大鵬;梁麗芬;高添
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18;C08K3/30;C08K3/04;C08K3/08;C08K3/02
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 韓燕

本發明屬于自潤滑材料技術領域，涉及一種二硫化鉬?氧化石墨?鎳磷?聚四氟乙烯復合材料的制備方法，其包括以下步驟：S1、對聚四氟乙烯粉末進行等離子處理，輻照60～120s后，置于空氣中靜置15～30min；S2、石墨粉進行預處理；S3、聚四氟乙烯粉末進行敏化和活化處理：用無水乙醇浸潤處理等離子處理后的聚四氟乙烯粉末后，分別進行敏化和活化處理；S4、制備石墨?鎳磷?聚四氟乙烯復合材料粉末；S5、制備氧化石墨?鎳磷?聚四氟乙烯復合材料粉末；S6、制備二硫化鉬?氧化石墨?鎳磷?聚四氟乙烯復合材料：首先制備二硫化鉬?氧化石墨?鎳磷?聚四氟乙烯復合材料粉末，然后對粉末進行成型處理，得到耐磨減摩的二硫化鉬?氧化石墨?鎳磷?聚四氟乙烯復合材料。

技術領域

本發明屬于自潤滑材料技術領域，涉及一種二硫化鉬-氧化石墨-鎳磷-聚四氟乙烯復合材料的制備方法。

背景技術

近年來，各行業對于機器設備的可靠性和能耗提出了越來越高的要求。有關統計表明，因活動構件間的摩擦磨損導致設備運轉失效是影響設備運行可靠性的一個主要原因，同時設備磨損也帶來巨大的經濟損失，而且對環境也造成污染。要減少運動副之間的磨損，改善潤滑條件是一個主要途徑，也可以顯著提高設備運轉的可靠性。傳統潤滑系統中，往往需要潤滑劑來降低運動接觸界面的摩擦磨損狀況，雖然使用潤滑劑效果明顯，但是該類潤滑系統存在結構復雜、質量較大、維護繁瑣且成本高、占用空間多等問題，限制了在航空航天等高端領域的應用，而且潤滑劑對環境也會造成污染。隨著自潤滑材料的開發和廣泛應用，其中高分子聚合物及其復合自潤滑材料因具有質量輕、摩擦性能優良、易于維護、無需額外工作空間、環境影響小等特點，有著極其廣闊的應用前景。

聚四氟乙烯具有優異的自潤滑性、寬廣的工作溫度范圍、高熔點、極高的化學穩定性、極好的熱穩定性等特點，是一種具有優異減摩特性的自潤滑聚合物材料。但是聚四氟乙烯材料由于其自身的分子結構特點，硬度低、導熱性差，在耐磨性能上存在很大缺陷，限制了其應用范圍。為了提高聚四氟乙烯的綜合摩擦磨損性能，國內外學者開展了對于聚四氟乙烯的各種改性研究，如將玻璃纖維、碳纖維、氮化硼、金剛石、氧化鋁、二氧化硅等無機材料與聚四氟乙烯共混，以提高聚四氟乙烯的耐磨性能；添加石墨、二硫化鉬等低摩擦系數的潤滑劑來進一步改善聚四氟乙烯的減摩性能。此外，近年來研究人員將各種納米復合材料同聚四氟乙烯粉末混合，繼而采用冷壓成型和熱處理工序，制得了系列聚四氟乙烯基的功能耐磨減摩材料，與純聚四氟乙烯材料相比較，所制材料的摩擦學特性皆有較大提升，但其依然存在增效粒子在聚四氟乙烯中難以均勻分散的缺陷。

目前，采用常規機械共混過程制備聚合物復合摩擦材料，摻雜增效組元材料在聚合物中容易分散不均勻，摩擦過程中摻雜增效材料易于在摩擦界面偏析，繼而導致復合材料的耐磨和減摩性能惡化。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種二硫化鉬-氧化石墨-鎳磷-聚四氟乙烯復合材料的制備方法，二硫化鉬、氧化石墨和鎳磷合金在聚四氟乙烯中均勻分散，繼而有效提升了聚四氟乙烯的耐高溫性能和耐磨減摩性能，在摩擦學領域具有廣闊的工程應用前景。

本發明是這樣實現的：

一種二硫化鉬-氧化石墨-鎳磷-聚四氟乙烯復合材料的制備方法，其具體包括以下步驟：

S1、對聚四氟乙烯粉末進行等離子處理，輻照60～120s后，置于空氣中靜置15～30min；

S2、石墨粉進行預處理：去離子水中加入石墨粉，加熱煮沸3h后冷卻至室溫，過濾收集石墨粉末；將收集的石墨粉末以10:1的質量比加入到質量百分濃度為3％的硝酸溶液中浸泡后，離心分離，并用去離子水離心洗滌至中性；烘干、研磨，得到平均粒徑為0.5μm的超細石墨粉末；

S3、聚四氟乙烯粉末進行敏化和活化處理：

S31、配制氯化亞錫敏化液，室溫下用濃鹽酸溶解氯化亞錫，加入去離子水，攪拌得到氯化亞錫敏化液，