[发明专利]一种自润滑涂层及其制备方法与应用

说明书

本发明属于自润滑涂层技术领域，具体涉及一种自润滑涂层及其制备方法与应用。该涂层以碳纤维棉为材料骨架，二硫化钼和酚醛缩醛胶黏剂填充在骨架空隙内；该涂层材料不仅具备较高的机械强度，还能够实现优异的自润滑效果，可作为制动材料广泛应用于各种机器设备的制动器、离合器及摩擦传动装置中。

技术领域

本发明属于自润滑涂层技术领域，具体涉及一种自润滑涂层及其制备方法与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

摩擦材料广泛用于各种交通运输工具(如汽车、火车、飞机、舰船等)和各种机器设备的制动器、离合器及摩擦传动装置中的制动材料。在制动装置中，利用摩擦材料的摩擦性能，将转动的动能转化为热能及其他形式的能量，从而使传动装置制动。

基于现代社会对环保与安全的要求越来越高，世界汽车工业发达国家迅速开展了非石棉摩擦材料的研究开发，相继推出了非石棉的半金属型摩擦材料、烧结金属型摩擦材料、代用纤维增强或聚合物粘接摩擦材料、复合纤维摩擦材料、陶瓷纤维摩擦材料等。

自润滑涂层技术是指将固体物质涂或镀于摩擦副界面，作为固体润滑材料或固体润滑剂，对摩擦副界面进行润滑的方法，以降低摩擦或减少摩擦。

在各种摩擦材料中，由于纤维增强摩擦材料中的增强纤维可使材料具有一定的强度、韧性、耐冲击、剪切、拉伸等机械作用而不出现裂纹、断裂、崩缺等机械损伤，因此纤维增强摩擦材料引起了广泛关注。可以用于材料增强的纤维主要有碳纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等。目前，鉴于碳纤维的优异性能，其被作为广泛作为增强相，以二硫化钼、石墨、滑石粉、软金属、金属氧化物作为润滑相，制备具有自润滑功能的碳纤维涂层。增强相与润滑相之间往往需要采用胶黏剂进行粘合，现有的胶粘剂一般为环氧树脂胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、聚醋酸乙烯胶黏剂等，然而发明人发现，现有的自润滑碳纤维涂层的机械强度和自润滑效果均比较有限，需要进行进一步探究来获得同时具有高机械强度和自润滑效果的涂层材料。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种自润滑涂层及其制备方法与应用，该自润滑涂层以碳纤维棉为增强相、二硫化钼为润滑相、酚醛缩醛为胶黏剂，该涂层材料不仅具备较高的机械强度，还能够实现优异的自润滑效果，可作为制动材料广泛应用于各种机器设备的制动器、离合器及摩擦传动装置中。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种自润滑涂层，该涂层以碳纤维棉为材料骨架，二硫化钼和酚醛缩醛胶黏剂填充在骨架空隙内。

其中，碳纤维棉、二硫化钼、酚醛缩醛胶黏剂的质量比为(50-55)：(0.9-1.1)：(9-11)。

本发明第二方面提供一种上述自润滑涂层的制备方法，具体为：

工序一，按一定比例量取二硫化钼和酚醛缩醛胶黏剂，并混合均匀；

工序二，取适量的碳纤维棉，将碳纤维棉浸泡于混有二硫化钼的胶粘剂中，直至完全浸透；

工序三，选取适当大小的板材将浸泡好的碳纤维棉置于上面；

工序四，将制好的样品加压固化。

本发明第三方面提供一种上述自润滑涂层在航空航天、汽车、生物医疗、石油装备和电子领域中的应用。

本发明的一个或多个实施方式至少具有以下有益效果：

(1)本发明采用碳纤维棉作为增强相，能够以相对摩擦系数低，且表面摩擦性能均一的表面与二硫化钼通过胶黏剂复合，有助于加强三者之间的紧密负载。