[發明專利]一種耐高溫自潤滑膠囊及其制備方法及應用

有效

• 申請號: 202010099144.2
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111286391B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 李志科;李海燕;汪懷遠;陳斯佳;馮瑩瑩;張茗珺
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: C10M169/04
• 分類號: C10M169/04;C10N30/06
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 譚輝

本發明涉及一種制備耐高溫自潤滑膠囊的方法，包括：使液體潤滑劑充滿介孔二氧化硅微球，制得潤滑劑負載二氧化硅膠囊；將潤滑劑負載二氧化硅膠囊分散在乳化劑水溶液中，制得膠囊乳化液；向膠囊乳化液中加入聚乙烯亞胺?鹽酸多巴胺復合溶液中，制得改性膠囊；向改性膠囊水溶液加入石墨烯水溶液，制得石墨烯包封的二氧化硅負載潤滑劑膠囊。本發明制得的耐高溫自潤滑膠囊可以耐受顯著較高的溫度，具有較高的液體潤滑劑包覆率，具有較高耐摩擦性能，本發明方法具有液體潤滑劑的選擇面廣，不受限于膠囊合成工藝，簡單易行。

技術領域

本發明涉及潤滑材料技術領域，具體涉及一種耐高溫自潤滑膠囊及其制備方法及應用。

背景技術

摩擦磨損是導致機械零部件失效和能源損耗的主要原因。聚合物基自潤滑材料由于其良好的自潤滑性能、較輕的質量和優異的環境適應性等優點被廣泛用于摩擦學領域，在航空航天、油田化工等機械潤滑零部件上均有廣泛應用。但在特殊工況下或長期使用過程中，這些材料的摩擦學性能會下降，使用壽命也會縮短，甚至造成零部件的失效和重大機械事故。制備高性能聚合物基自潤滑復合材料，使其能滿足機械摩擦零部件在苛刻條件下的減摩耐磨的需求具有重要的研究意義。

微膠囊型自潤滑聚合物材料因其容易制備、應用范圍廣、減摩耐磨性能優異而在近幾年被廣泛關注。文獻中報道的微膠囊通常采用有機物為壁材，這些有機物包括脲醛樹脂、密胺樹脂、聚脲、聚砜、聚苯乙烯等，有機壁材主要缺點是耐熱溫度低，通常低于300攝氏度，這在一定程度上限制了微膠囊在高溫環境下的應用。或者以有機無機雜化結構為壁材如聚砜/碳納米管、聚苯乙烯/二氧化硅等，雜化壁材結構在一定程度上可以改善壁材的耐熱溫度，但效果并不明顯。常用于制備自潤滑微膠囊的方法主要有溶劑揮發法、界面聚合法、原位聚合法、溶膠凝膠法，這些方法對于一些粘度較高或性質較特殊的的潤滑劑如離子液體類、全氟聚醚類或是一些市售的含各種添加劑的液體潤滑劑等微膠囊化較為困難，微膠囊產率及芯材包覆率較低。因此，開發一種耐高溫自潤滑微膠囊，滿足聚合物在高溫成型及高溫使用條件的需求勢在必行。

發明內容

為了解決現有技術中的上述一個或多個問題，本申請在第一方面提供了一種制備耐高溫自潤滑膠囊的方法，所述方法包括如下步驟：

(1)在減壓條件下將介孔二氧化硅微球分散于液體潤滑劑中以使所述液體潤滑劑充滿所述介孔二氧化硅微球，分離得到二氧化硅負載潤滑劑膠囊；

(2)將所述二氧化硅負載潤滑劑膠囊分散在乳化劑水溶液中，制得膠囊乳化液；

(3)向所述膠囊乳化液中加入聚乙烯亞胺-鹽酸多巴胺復合溶液中并在攪拌的同時發生反應，得到聚乙烯亞胺-聚多巴胺改性膠囊；

(4)利用所述改性膠囊配制改性膠囊水溶液，并向所述改性膠囊水溶液加入石墨烯水溶液，經過反應制得石墨烯包封的二氧化硅負載潤滑劑膠囊。

本申請在第二方面提供了一種由本發明第一方面所述的方法制得的耐高溫自潤滑膠囊。

本申請在第三方面提供了本申請第二方面所述的耐高溫自潤滑膠囊在制備樹脂基自潤滑復合材料中的應用。

相對于現有技術，本發明至少具有如下技術效果：

(1)本發明制得的耐高溫自潤滑膠囊可以耐受顯著較高的溫度，這是因為壁材二氧化硅、氧化石墨烯都能夠耐受很高的溫度，因此只要選擇能夠耐高溫的潤滑劑，就可以使得所制得的耐高溫自潤滑膠囊可以耐受高溫。

(2)本發明制得的耐高溫自潤滑膠囊具有較高的液體潤滑劑包覆率，這是因為本發明可以選擇壁厚小的空心介孔二氧化硅微球來實現所需要的高包覆率。

(3)本發明制得的耐高溫自潤滑膠囊具有較高耐摩擦性能，這是因為所采用的液體潤滑劑、二氧化硅微球、石墨烯例如氧化石墨烯或還原石墨烯(即通常所述的石墨烯)等材料均選用具有優異的耐摩擦性能，所制得的含該膠囊的聚合物基自潤滑復合材料顯示出了優異的摩擦學性能。