[發明專利]一種芳綸III纖維增強自潤滑襯墊復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110380861.7
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113089327B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 楊明明;陳祖均;張招柱;李佩隆;姜葳;袁軍亞;趙鑫;儲凡杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: D06M15/41
• 分類號: D06M15/41;D06M15/37;D06M15/61;D06M11/44;D06M11/45;D06M15/59;D06M13/238;D06M13/513;D06M15/507;D06M101/36;D06M101/22
• 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

本發明公開了一種芳綸III纖維增強自潤滑襯墊復合材料的制備方法，是采用上漿后的芳綸III纖維作為緯紗，芳綸III纖維和PTFE纖維合捻紗作為經紗，在織機上進行織造；下機后的織物經退漿處理后先浸入單寧酸?氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液活化，再浸入MgAl?LDH前驅體溶液中通過水熱界面反應進行增強修飾，然后浸入多巴胺?聚乙烯亞胺的緩沖溶液增粘修飾，最后浸入aramid納米纖維增韌修飾，得到強?韌一體化界面修飾的芳綸III/PTFE織物坯布。本發明制備的芳綸III纖維增強自潤滑襯墊將具有優異的力學性能和摩擦磨損性能，使維織物自潤滑襯墊復合材料的得到大幅度提升，進而改善了織物型自潤滑零部件的綜合性能。

技術領域

本發明涉及一種纖維增強自潤滑襯墊復合材料，尤其涉及一種芳綸III纖維增強自潤滑襯墊復合材料及其制備方法，屬于復合材料領域和潤滑材料技術領域。

背景技術

自潤滑襯墊在軸承中扮演著潤滑劑的角色，它將軸承中兩個金屬面之間的摩擦轉變為金屬對自潤滑襯墊的摩擦，其性能直接決定著自潤滑軸承的服役穩定性和服役壽命。目前，自潤滑襯墊中使用的增強纖維主要為芳綸纖維、玻璃纖維為主。

芳綸III纖維是對位芳綸的一種，芳綸 III是由對苯二胺、對苯二甲酰氯及含有雜環結構的二胺三種單體共聚得到的。芳綸III纖維獨特的大分子結構及工藝技術賦予其低密度、超高強度、超高模量、耐高溫、抗沖擊、耐磨性好等優異性能。目前作為飛機、衛星等高新技術裝備中的增強纖維得到了非常廣泛的應用。由于芳綸III纖維優異的力學及熱學性能，其作為自潤滑襯墊的增強纖維可以大幅提升自潤滑襯墊的力學性能和摩擦學性能。然而，芳綸III纖維雖然具有上述優異性能，但其仍然存在纖維表面活性基團含量較低，致使其與樹脂基體之間的浸潤性較差，纖維-樹脂界面結合強度較弱。當前解決芳綸III纖維與樹脂基體之間界面相互作用弱的問題，主要采用等離子體刻蝕法、輻照法、化學氧化法等方法。其中使用最多的方法是等離子體刻蝕法和表面接枝法，但是，等離子體刻蝕法處理后纖維表面活性隨時間的推移會衰減，不利于長期儲存，表面接枝法過程繁瑣。

CN101787647B公開了一種芳綸III纖維表面處理方法，是將低分子量脂肪族二異氰酸酯或二醇類二縮水甘油醚中加入到有機溶劑中，形成質量分數為0.5~5％的均勻溶液，制得表面處理劑；再用表面處理劑浸沒芳綸III絲束。通過該方法處理芳綸III纖維柔軟度提升，提高了芳綸纖維表面極性。但是，該方法并不適用于芳綸III/PTFE自潤滑襯墊中纖維-樹脂基體界面性能改性。主要是由于芳綸III纖維織物過程中需要穿綜過扣，前期修飾物在織造準備階段和織造過程中會因摩擦而被破壞，達不到界面增強的目的。

為此，本發明中我們采用兩步反應接枝法在芳綸III/PTFE自潤滑襯墊中構筑強-韌一體化的界面相，實現芳綸III/PTFE長效表界面修飾，改善自潤滑襯墊中纖維與樹脂之間的界面相互作用，提升芳綸III/PTFE襯墊力學性能和摩擦磨損性能。

發明內容

本發明的的目的是提供一種芳綸III/PTFE自潤滑襯墊復合材料的制備方法，以改善自潤滑襯墊的力學性能和摩擦學性能。

一、芳綸III/PTFE自潤滑襯墊復合材料的制備