[发明专利]一种纳米级自润滑增强复合材料及制备工艺

说明书

本发明涉及自润滑增强复合材料技术领域，尤其为一种纳米级自润滑增强复合材料及制备工艺，其组成按重量百分比为：聚四氟乙烯65～70％、润滑剂1～2％、纳米级润滑填充材料10～15％、聚苯脂8～14％、生物降解塑料10～15％，通过多级加热工艺在可稳固材料性能，减少高温破坏基键，降解聚酯生物降解塑料流体状态下均匀搅拌，添加聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨等纳米润滑剂进行复合增强，设计均匀扩散分布式改性技术形成骨架结构，在保证自润滑性能下增强耐磨和寿命。研究不同形态填充材料及其含量对复合材料力学、摩擦磨损及热性能的影响调配出最佳配比，形成的产品拥有自润滑耐磨特性，在摩擦磨损、徽观机理以及温度、润滑、速度等宏观条件下各项性能均有极大的提升，实现了自润滑长寿命特点。

技术领域

本发明涉及自润滑增强复合材料技术领域，尤其涉及一种纳米级自润滑增强复合材料及制备工艺。

背景技术

为解决包装泵使用寿命问题，研发纳米级自润滑长寿命材料，同时可替代传统的油脂润滑。纯聚四氟乙烯本身是由结晶薄片与无序非晶相间的带状结晶构成的聚集体，两相间的结合力较弱，且因聚四氟乙烯较柔软，强度低，在磨擦过程中极易发生粘着而使其带状结构被迅速破坏，导致其两相间的片状脱落，使得其耐磨性极差。本方案研发抗极压自润滑材料，利用PTFE、二硫化钼、石墨润滑剂纳米级润滑填充材料，在高压熔融状态下按比例配比制备，制得材料在提高材料整体润滑体系的基础上，多元共混改善材料自身的自润滑性能，可提高材料的摩擦性能，热力学性能和耐久性，具高机械强度和刚性、抗疲劳、耐有机溶解剂性，耐反覆冲击性强的特点。为避免填充材料不均匀导致的产品品质问题，因此提出一种纳米级自润滑增强复合材料及制备工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米级自润滑增强复合材料及制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种纳米级自润滑增强复合材料及制备工艺，包括材料：聚四氟乙烯、润滑剂、纳米级润滑填充材料、聚苯酯和生物降解塑料，其组成按重量百分比为：聚四氟乙烯65～70％、润滑剂1～2％、纳米级润滑填充材料10～15％、聚苯脂8～14％、生物降解塑料10～15％。

优选的，所述润滑剂包括二硫化钼润滑剂和石墨润滑剂。

优选的，所述二硫化钼润滑剂与石墨润滑剂的重量比为2:1。

优选的，所述生物降解塑料选用热塑性生物降解塑料己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(PBAT)。

优选的，包括以下步骤：

S1，将组成按重量百分比为：聚四氟乙烯65～70％、润滑剂1～2％、纳米级润滑填充材料10～15％、聚苯脂8～14％、生物降解塑料10～15％，进行备料准备；

S2，将聚四氟乙烯、二硫化钼润滑剂、石墨润滑剂和纳米级润滑填充材料，在高压熔融状态下按比例配比制备；

S3，将生物降解塑料加热降解呈流体状态下均匀搅拌加入聚苯脂；

S4，将聚四氟乙烯、二硫化钼润滑剂、石墨润滑剂和纳米级润滑填充材料加入进行复合增强；

S5，挤出机将熔融混合后的材料基础进行造粒制备使用。

优选的，所述S2将聚四氟乙烯在450～500℃下高温分解后将二硫化钼润滑剂、石墨润滑剂和纳米级润滑填充材料加入采用混料机混料融合。

优选的，所述S2采用多级加热工艺进行加热熔融混料。

优选的，所述S3将生物降解塑料在128～135℃中加热降解呈流体状态下采用混料机搅拌，转速为120～150r/min，搅拌10～15min。

优选的，所述S5采用挤出机转速为600～800r/min。