[發明專利]一種高速工況自潤滑織物襯墊復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201911225859.1
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN110843294B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 趙鑫;張招柱;姜葳;王夢可;李佩隆;楊明明;袁軍亞
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: B32B27/02
• 分類號: B32B27/02;B32B27/30;B32B27/28;B32B15/08;B32B15/085;B32B15/14;B32B27/06;B32B37/12;B32B37/06;B32B37/10;D06M15/41;D06M11/79;D06M11/74;D06M10/
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明公開了一種高速工況自潤滑織物襯墊復合材料的制備方法，將酚醛樹脂分散于有機溶劑中，并將氟化石墨和片層狀玄武巖鱗片超聲分散于其中，得到自潤滑織物浸漬液；然后將經等離子體預處理后的混紡纖維布反復浸漬于自潤滑織物浸漬液，烘干；最后用酚醛樹脂將織物粘貼于金屬基材表面并保溫固化成型，即得自潤滑襯墊復合材料。本發明以酚醛樹脂為基體樹脂，聚四氟乙烯?聚間苯二甲酰間苯二胺混紡織物為增強相，基于氟化石墨和片層狀玄武巖鱗片的協同界面物理?化學效應，極大提升高速工況自潤滑襯墊的承載能力，降低自潤滑襯墊與摩擦對偶之間的摩擦系數，明顯改善自潤滑襯墊的耐磨損性能和潤滑性能，使得對應自潤滑關節軸承使用壽命大幅提高。

技術領域

本發明涉及一種自潤滑織物襯墊復合材料，尤其涉及一種用于高速工況的自潤滑織物襯墊復合材料的制備方法，屬于復合材料技術領域和自潤滑技術領域。

背景技術

隨著我國國防工業的發展，關節軸承因其具有較大的承載能力和抗沖擊能力及抗腐蝕、耐磨損、自調心等特點而廣泛用于航空飛行器的旋翼系統、操縱系統、飛機起落架、方向舵、傳動系統、航空發動機和高速工況車輛的轉向機構等關鍵部位。由于對發動機功率和轉速指標的要求越來越高，因而對應用于關節軸承的自潤滑襯墊等耐磨組件的服役性能要求也越來越苛刻。實際應用工況往往需要高速工況軸承既要有一定承載能力來傳遞作用力，又要避免局部摩擦熱聚集而引起自潤滑關節軸承緊澀和頓阻，現有技術已無法滿足應用需求。

玄武巖是一種富含Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti等元素氧化物的綠色無污染新型材料，具有適中的硬度、優異的模量、高的強度、良好的耐溫、抗熱衰退和耐腐蝕等性能。

由于生產工藝不同，作為一種新型的玄武巖衍生材料，玄武巖鱗片擁有不同于常見的玄武巖長纖和短纖的片層狀微觀形貌和潛在應用前景。申請號201910758523.5 公開了一種界面消耗高速工況下摩擦熱聚集的自潤滑織物襯墊復合材料的制備方法，通過添加片層狀玄武巖鱗片來制備高速工況自潤滑織物襯墊的方法，但由于單獨使用玄武巖鱗片情況下，自潤滑襯墊磨損量對載荷增加比較敏感。與輕載工況（10-20MPa）不同，該類自潤滑襯墊在重載工況（30-40MPa）下，耐磨損和潤滑性能均發生了明顯的降低，如何提高該類高速自潤滑襯墊的性能面臨很大的挑戰。

氟化石墨（FGr）是另一種得到廣泛應用的固體潤滑劑，由于層狀分子結構中F原子之間較強的電荷斥力，其不同分子層之間的作用力較弱，因而具有優異的潤滑作用。在高速工況下，氟化石墨可降低平均摩擦系數起到減摩作用，來幫助自潤滑軸承獲得良好的運行性能，如磨合性、順應性以及盡可能小的咬合傾向。而玄武巖中富含的SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和CaO等功能組分可利用復雜界面反應消耗反應熱，來降低高速工況對樹脂組分的“燒蝕”作用。同時，兩種片層狀結構組分對聚集摩擦熱還可發揮“屏蔽”效應?；谝陨霞夹g背景，本發明將氟化石墨和玄武巖鱗片復配，以獲得良好耐磨性能和潤滑性能的自潤滑襯墊。

發明內容

本發明的目的是針對現有自潤滑襯墊復合材料存在的問題，提供一種高速工況自潤滑織物襯墊復合材料的制備方法。

一、自潤滑襯墊復合材料的制備

本發明以酚醛樹脂為基體樹脂，聚四氟乙烯-聚間苯二甲酰間苯二胺混紡織物為增強相，基于氟化石墨和片層狀玄武巖鱗片的協同界面物理-化學效應，極大提升高速工況自潤滑襯墊的承載能力，降低自潤滑襯墊與摩擦對偶之間的摩擦系數，明顯改善自潤滑襯墊的耐磨損性能和潤滑性能，使得對應自潤滑關節軸承使用壽命大幅提高。其具體制備方如下：

（1）自潤滑織物浸漬液的制備

將酚醛樹脂分散于有機溶劑中，并將氟化石墨和片層狀玄武巖鱗片超聲分散于其中，得到自潤滑織物浸漬液。

有機溶劑為乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯、四氫呋喃中的任選一種或幾種。