[發明專利]一種二維Ni-BDC改性纖維織物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110002735.8
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112760981B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 趙普;王齊華;李宋;徐明坤;陶立明;張耀明;張新瑞;王廷梅
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: D06M15/37
• 分類號: D06M15/37;D06M15/41;D06M15/256;D06M11/74;D06M11/53;D06M101/36
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種二維Ni?BDC改性纖維織物及其制備方法和應用，屬于摩擦材料技術領域。本發明提供的方法包括以下步驟：(1)將Ni?BDC、酚醛樹脂、潤滑填料和極性有機溶劑超聲混合，得到涂覆液；(2)將纖維織物浸漬于所述涂覆液中，取出后干燥，得到二維Ni?BDC改性纖維織物。本發明首次將金屬?有機框架材料Ni?BDC引入纖維織物中，利用Ni?BDC作為摩擦功能材料，能夠在降低纖維織物磨損率的同時提高摩擦系數，所得改性纖維織物摩擦系數在0.265～0.305之間，磨損率在0.0010～0.0025g/h之間，具有良好的摩擦性能，適于作為超聲電機摩擦材料。

技術領域

本發明涉及摩擦材料技術領域，特別涉及一種二維Ni-BDC改性纖維織物及其制備方法和應用。

背景技術

超聲電機是利用壓電材料的逆壓電效應，將彈性體的高頻微振動通過定轉子之間的摩擦驅動轉換成轉子的宏觀運動，具有精度高、響應快、斷電自鎖、結構可設計性強、不受電磁干擾等獨特的優點。國內外已將超聲電機成功應用于航空航天、武器裝備、精密儀器和生物醫療設備等領域，對推動裝備向高精度、高穩定、高可靠、輕量化、低能耗和高度集成化方向發展提供了新型驅動技術。

超聲電機依靠摩擦力產生驅動作用，因此，磨損必不可免。摩擦界面的磨損導致超聲電機能量傳遞效率降低、輸出力矩減小、使用壽命縮短等問題。提高超聲電機摩擦材料耐磨性能的主要方法是在超聲電機摩擦界面貼附一層耐磨材料。超聲電機用耐磨材料選擇依據是高的摩擦系數(一般在0.20～0.40之間)和低的磨損率。

目前，現有技術多使用聚四氟乙烯、石墨等作為填料來降低耐磨材料的磨損率(能降低至0.004g/h左右)，但是由于聚四氟乙烯、石墨具有良好的潤滑性能，會大大降低耐磨材料的摩擦系數(摩擦系數＜0.2)，而摩擦系數太低會導致超聲電機輸出特性下降。

發明內容

有鑒于此，本發明目的在于提供一種二維Ni-BDC改性纖維織物及其制備方法和應用。本發明所得二維Ni-BDC改性纖維織物具有較高的摩擦系數和低磨損率。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種二維Ni-BDC改性纖維織物的制備方法，包括以下步驟：

(1)將Ni-BDC、酚醛樹脂、潤滑填料和極性有機溶劑超聲混合，得到涂覆液；

(2)將纖維織物浸漬于所述涂覆液中，取出后干燥，得到二維Ni-BDC改性纖維織物。

優選的，所述潤滑填料為聚四氟乙烯、石墨、石墨烯和二硫化鉬中的一種或幾種；所述潤滑填料的粒徑為400～500nm；

所述極性有機溶劑為乙醇、丙酮和乙酸乙酯中的一種或幾種。

優選的，所述Ni-BDC的粒徑為5～10μm。

優選的，所述Ni-BDC、酚醛樹脂、潤滑填料和極性有機溶劑的質量比為(0.18～0.22):(0.01～0.08):(2～4):(4～8)。

優選的，所述超聲混合的功率為450～550W，時間為25～35min。

優選的，所述纖維織物為芳綸纖維和玻璃纖維混編而成的纖維織物；

所述纖維織物的厚度為0.2～0.22mm；所述浸漬的時間為10～20min。

優選的，所述干燥的溫度為70～80℃，時間為30～60min。

本發明提供了一種二維Ni-BDC改性纖維織物，包括纖維織物以及負載于所述纖維織物纖維表面的Ni-BDC、潤滑填料和酚醛樹脂。

優選的，所述二維Ni-BDC改性纖維織物中Ni-BDC的質量為纖維織物質量的1.5～5.5％，潤滑填料的質量為纖維織物質量的8～18％。