[发明专利]一种混纺纤维织物复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种混纺纤维织物复合材料及其制备方法和应用，涉及复合材料技术领域。本发明提供的混纺纤维织物复合材料，包括聚醚醚酮‑聚四氟乙烯混纺纤维织物以及分散在所述聚醚醚酮‑聚四氟乙烯混纺纤维织物上的银纳米填料；所述银纳米填料通过聚醚酰亚胺粘接在所述聚醚醚酮‑聚四氟乙烯混纺纤维织物上；所述银纳米填料为银纳米线或银纳米颗粒。本发明提供的混纺纤维织物复合材料在(超)高速工况、高温工况等极端条件下可持续保持低摩擦系数和磨损率，具有优异的自润滑性和耐磨性，扩宽了混纺纤维织物复合材料的应用前景。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种混纺纤维织物复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

混纺纤维织物复合材料由于可同时具备多种纤维的优点以及可加工性强、承载能力强而被广泛应用在自润滑轴承衬垫上。纤维织物自润滑衬垫材料作为关节轴承的重要组件，其自身的摩擦学性能会直接影响到关节轴承的使用寿命和服役行为。目前市场上广泛使用的自润滑织物衬垫是由聚四氟乙烯纤维和Nomex纤维、Kevlar纤维、聚酰亚胺纤维等混纺而成的薄层织物与酚醛树脂复合而成，可同时具备聚四氟乙烯纤维优异的润滑效果和高性能纤维良好的承载能力。

近年来随着机械工程设备的快速发展对纤维织物自润滑衬垫的使用环境要求越来越苛刻，要求纤维织物衬垫材料在高温、重载、高速等极端条件下保持长期稳定的低摩擦系数。但传统的混纺纤维织物复合材料难以满足极端工况下的润滑要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混纺纤维织物复合材料及其制备方法和应用，本发明提供的混纺纤维织物复合材料在(超)高速工况、高温工况等极端条件下可持续保持低摩擦系数和磨损率，具有优异的自润滑性和耐磨性，扩宽了混纺纤维织物复合材料的应用前景。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种混纺纤维织物复合材料，包括聚醚醚酮-聚四氟乙烯混纺纤维织物以及分散在所述聚醚醚酮-聚四氟乙烯混纺纤维织物上的银纳米填料；所述银纳米填料通过聚醚酰亚胺粘接在所述聚醚醚酮-聚四氟乙烯混纺纤维织物上；所述银纳米填料为银纳米线或银纳米颗粒。

优选地，所述银纳米线的长度为5～15μm；比表面积为5～15m²/g；平均直径为50～100nm。

优选地，所述银纳米线的质量为混纺纤维织物复合材料总质量的0.5～2.5％。

优选地，所述银纳米颗粒的粒径为0.5～1μm；比表面积为3～6m²/g。

优选地，所述银纳米颗粒的质量为混纺纤维织物复合材料总质量的0.1～1％。

优选地，所述聚醚醚酮-聚四氟乙烯混纺纤维织物采用平纹结构编织，面密度为400～440g/cm²。

本发明提供了上述技术方案所述混纺纤维织物复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将聚醚酰亚胺、N,N-二甲基甲酰胺和银纳米线混合，得到浸渍液；

将聚醚醚酮-聚四氟乙烯混纺纤维织物置于所述浸渍液中进行浸渍，烘干后，得到混纺纤维织物复合材料。

优选地，所述聚醚酰亚胺、N,N-二甲基甲酰胺和银纳米线的质量比为(10～30):(75～80):(0.2～0.4)。

本发明提供了另一种所述混纺纤维织物复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将3,4-二羟基苯乙胺、三羟甲基氨基甲烷和水混合，得到多巴胺水溶液；

将聚醚醚酮-聚四氟乙烯混纺纤维织物浸泡于所述多巴胺水溶液中，取出干燥，得到聚多巴胺修饰的混纺纤维织物；

将银氨溶液和聚乙烯吡咯烷酮混合，得到混合溶液；