[發明專利]一種減摩耐磨碳納米籠/環氧樹脂自潤滑復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010325510.1
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111393799B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 梁紅玉;徐美娟;卜永鋒;陳信杰;張彥虎;許曉靜
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K7/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種減摩耐磨碳納米籠/環氧樹脂自潤滑復合材料及其制備方法。具體步驟為：稱取空心碳納米籠磁力攪拌分散于環氧樹脂固化劑中制成混合液；將混合液與加熱好的環氧樹脂混合后進行機械攪拌，抽真空去除氣泡，在一定溫度下固化，得到碳納米籠/環氧樹脂自潤滑復合材料。本發明的特點在于成本低廉、操作方法簡便，所用的空心碳納米籠具有獨特的結構，且其自身具有潤滑性能，使得環氧樹脂的減摩抗磨性能得到了顯著的提高。

技術領域

本發明屬于聚合物基自潤滑復合材料領域，具體涉及一種碳納米籠/環氧樹脂自潤滑復合材料。

背景技術

近年來，自潤滑復合材料由于其在特殊使用條件下具有優良的摩擦學特性而受到人們的廣泛關注。聚合物自潤滑復合材料以其質輕、易成型、耐腐蝕性好、耐磨性高等優點而被應用于摩擦學領域。其中，環氧樹脂復合材料成本低、常溫力學和潤滑性能穩定，因此常被應用于機械制造、車輛工程、航空航天等重要工業領域。但環氧樹脂的玻璃化轉變溫度(T_g)較低，受熱容易軟化蠕變，故單作為潤滑材料來說會限制其應用。填充熱穩定性高的填料成為提高其自潤滑性能的主要措施。無機納米填料是提高環氧樹脂減摩耐磨性能的常見填料之一，其中，碳基填料由于質量輕、結構可調且自身具有潤滑性能而成為該領域的研究熱點。

如申請號為CN201910841084的發明專利申請，采用水熱法制備的納米碳球，與環氧樹脂混合，制得的環氧樹脂基納米復合材料在水潤滑條件下具有顯著的減摩抗磨性能，但是它的制備周期較長、對設備有一定的要求；申請號為CN201210330970的發明專利，通過改性碳納米管顆粒的填充和表面化學復合鍍技術，制得改性無機納米顆粒/環氧樹脂復合材料，顯著提高了環氧樹脂的耐磨性，但是它的步驟繁瑣、制備周期長、成本稍高。總的來說，以上方法操作流程相對復雜，制備周期較長。

因此，開發一種操作簡便、制備周期短、能大批量生產的新型碳納米材料，并且也能作為填料明顯改善環氧樹脂的潤滑性能的方法，可使環氧樹脂在潤滑領域展現出更加廣闊的應用前景。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提供了一種減摩耐磨碳納米籠/環氧樹脂自潤滑復合材料及其制備方法。該方法操作簡便、制備周期短、可大批量生產，并且也能達到改善復合材料潤滑性能的目的。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種減摩耐磨碳納米籠/環氧樹脂自潤滑復合材料的制備方法，其特征在于，將空心碳納米籠磁力攪拌均勻分散于固化劑中制成混合液，然后將混合液與加熱融化的環氧樹脂混合后進行機械攪拌，抽真空去除氣泡，在一定溫度下固化，得到碳納米籠/環氧樹脂自潤滑復合材料。

進一步地，所述環氧樹脂為E51、E44、M03、GCC135中的一種；固化劑為T31、593、650、GCC137中的一種。

進一步地，所述環氧樹脂和固化劑的質量比為100：28～32。

進一步地，所述磁力攪拌時間為0.5-1h；所述機械攪拌時間為10-30min。

進一步地，所述環氧樹脂加熱溫度為40-50℃。

進一步地，所述抽真空時間為3-10min。

進一步地，所述固化溫度為30-60℃，固化時間為3-5h。

進一步地，所述空心碳納米籠是通過模板法制備而成。

進一步地，所述碳納米籠/環氧樹脂自潤滑復合材料中，空心碳納米籠的質量分數為0.15％-0.3％。

所述制備方法制得的碳納米籠/環氧樹脂自潤滑復合材料。