[发明专利]基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料及其制备方法，首先将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；再将共混产物加压成型；最后将加压成型后的共混产物固化即可。本发明以芳氰基树脂基体、润滑组分和增强组分为原料，经共混均匀后加压成型，进一步通过高温梯度烧结得到具有优异润滑性能的自润滑复合材料，由于所添加的芳氰基树脂基体作为复合材料的框架赋予了复合材料优异的高温稳定性，且凭借高度交联的芳杂环结构可以使复合材料在远远高于260℃的环境中长时间使用。

技术领域

本发明属于润滑材料技术领域，涉及具有高温自润滑性能的高分子复合材料及其制备方法。

背景技术

自润滑材料，是指本身具有良好的减摩和耐磨性能的固体材料，可用来在两个相互作用的相对运动表面减少摩擦与磨损，例如滑块、轴承表面等。自润滑材料已被广泛运用于民用、军事、航空等诸多领域。而且伴随着航空、军事等高科技行业的快速发展，对于质轻，高强、耐高温的自润滑材料的质量要求也越来越高。

目前高温自润滑材料主要分为金属基自润滑材料、聚合物基自润滑材料、聚合物基复合材料和聚合物合金。金属基自润滑材料是指固体润滑剂如石墨，MoS₂作为组分加入到金属基体如含Cr、Ni等的铁基合金中形成的复合材料；其虽有优良的润滑特性以及耐高温性能，但质量大的缺陷使得航天飞行器在使用此类材料时需消耗更多的动力，对飞行器正常运行造成更大的负担。聚合物基自润滑材料是指具有自润滑性能的本体树脂，例如聚醚醚酮、聚酰亚胺；聚合物基复合材料是指将力学增强组分例如纤维、晶须等与聚合物共混制作的复合材料；聚合物合金是指表观均一、含有两种或两种以上不同结构的多组分聚合物体系的材料，例如PC/ABS，PC/PET等。聚合物基自润滑材料、聚合物基复合材料和聚合物合金的优势是质轻、自润滑性能优异，但相比于金属基自润滑材料，耐热性能还有待进一步提高，目前还没有可以在260℃以上长期使用的聚合物基自润滑材料、聚合物基复合材料和聚合物合金的相关报道。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料及其制备方法，以便在保持质轻、自润滑性能优良的同时，提高聚合物基高温自润滑复合材料的使用温度，增加聚合物基高温自润滑复合材料的类型。

本发明所述基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分混合均匀形成共混物；所述共混物中，树脂基体与润滑组分的质量比为(1～10):(10～1)；所述树脂基体与增强组分的质量比为1:(0.01～0.1)；

所述树脂基体由至少一种氰基树脂单体组成；所述润滑组分为四氟乙烯、石墨、碳纳米管、二硫化钼中的至少一种；所述增强组分为凯夫拉纤维、玻璃纤维、碳纤维中的一种；

(2)将共混物加压成型；

(3)将加压成型后的共混物加热固化即得到高温自润滑复合材料。

上述基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，步骤(1)中，所述树脂基体与润滑组分的质量比优选为(1～3):(3～1)。

所述芳氰基树脂单体的结构通式如下：

上述基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，步骤(1)中，当所述树脂基体由至少两种芳氰基树脂单体组成时，首先通过研磨、熔融或溶液等混合的方式将各芳氰基树脂单体混合均匀，再将混合均匀的芳氰基树脂单体与润滑组分和增强组分混合。