[發明專利]一種高導熱絕緣型聚四氟乙烯摩擦材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910208148.7
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN109912910B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 張新瑞;王齊華;王廷梅;李宋
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18;C08L79/08;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/28;C09K5/14;H01B3/44
• 代理公司: 11569 北京高沃律師事務所
• 代理人: 代芳

本發明涉及復合材料技術領域，具體涉及一種高導熱絕緣型聚四氟乙烯摩擦材料及其制備方法和應用。本發明提供的高導熱絕緣型聚四氟乙烯摩擦材料，按質量份數計，包括以下制備原料：聚四氟乙烯50～80份；聚酰亞胺5～20份；云母5～20份；納米氧化鋁5～15份；納米氮化鋁1～10份。本發明采用上述配比的原料制備得到的聚四氟乙烯摩擦材料在具有高導熱和高絕緣性能基礎上，還具有耐磨、摩擦系數穩定等特點，能夠滿足超聲電機中對于摩擦材料的要求。

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，具體涉及一種高導熱絕緣型聚四氟乙烯摩擦材料及其制備方法和應用。

背景技術

超聲電機是20世紀八十年代迅速發展起來的一種全新概念的微特電機，具有重量輕、低速大扭矩、響應速度快的優點，加上其不受電磁干擾的特點，在生物醫學、精密儀器儀表、機器人的關節驅動、微型機械技術、航空航天、火星探測器等高技術領域有廣泛的應用前景。

由于超聲電機通過摩擦界面輸送動力，因而界面的摩擦特性對超聲電機整體性能的發揮至關重要，通常要求摩擦材料具有：①合適且穩定的摩擦系數(0.15～0.3)，低速無蠕動、爬行現象；②較好的耐磨特性；③較高的堵轉力矩，要求大于0.65Nm；④轉速穩定，短時間內波動小，1min內轉速波動小于空載轉速的10％，長時間運轉速度不下降；⑤摩擦噪聲低(<45dB)；⑥適當的硬度(邵氏硬度HD為60～80)和彈性模量；⑦(常、高、低溫條件下)穩定的物理和化學特性，耐低溫和耐高溫特性；⑧良好的導熱性、耐振動和耐沖擊特性；⑨與摩擦副之間較低的粘附力；⑩良好的機械加工性能。

聚四氟乙烯(PTFE)的動、靜摩擦系數接近，熱化學性質穩定、易加工等優點恰好滿足超聲電機用摩擦材料的要求；但純PTFE硬度低，耐磨性能較差，機械強度低，在外力作用下會產生較大的粘彈性變形，易蠕變等，必須進行改性才能滿足超聲電機摩擦材料使用要求。改性聚四氟乙烯的填料主要包括碳纖維、石墨烯、銅粉等，不能滿足超聲電機中摩擦材料需具有高絕緣性的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高導熱絕緣型聚四氟乙烯摩擦材料及其制備方法和應用，本發明提供的聚四氟乙烯摩擦材料在具有高導熱和高絕緣性能基礎上，還具有耐磨、摩擦系數穩定等特點。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種高導熱絕緣型聚四氟乙烯摩擦材料，按質量份數計，包括以下制備原料：

聚四氟乙烯50～80份；

聚酰亞胺5～20份；

云母5～20份；

納米氧化鋁5～15份；

納米氮化鋁1～10份。

優選地，所述聚四氟乙烯的粒徑為50～100μm。

優選地，所述聚酰亞胺的粒徑為38～50μm。

優選地，所述云母的橫向尺寸為1～10μm，縱向尺寸≤0.2μm，徑厚比≥50。

優選地，所述納米氧化鋁的粒徑為150～300nm。

優選地，所述納米氮化鋁的粒徑為40～100nm。

本發明提供了上述技術方案所述聚四氟乙烯摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：

將聚四氟乙烯、聚酰亞胺、云母、納米氧化鋁和納米氮化鋁混合后依次進行壓制和燒結，得到聚四氟乙烯摩擦材料。

優選地，所述壓制的壓力為70～100MPa，時間為3～5min。

優選地，所述燒結的溫度為365～375℃，保溫時間為90～150min。