减摩抗磨固体润滑材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种减摩抗磨固体润滑材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 摩擦是物体相对运动产生的一种现象，是产生能量损耗的一种主要方式。据估计， 世界能源的1/3-1/2最终被各种不同形式的摩擦消耗掉。
[0003] 因此，采用润滑形式来克服摩擦造成的能量损耗是解决和缓解能源紧张的一个主 要途径。目前，在国民经济的各个领域，如航空航天、交通运输、重型机械、军工等均采用不 同形式的液体润滑或固体润滑解决摩擦问题。
[0004] 相对液体润滑来说，固体润滑具有高温持续使用的特点。在摩擦副对偶面通过离 子溅射、气相沉积或者表面涂覆技术形成金属、陶瓷或者高分子复合材料的固体润滑涂层， 可有效缓解机械设备的摩擦磨损，降低由于磨损产生的能耗。
[0005] 相对于离子溅射、气相化学沉积等技术形成的固体润滑涂层，高分子树脂基润滑 涂层具有生产工艺和施工工艺简便的特点，可进行丝网印刷、喷涂、浸涂、刷涂，因此可在需 要进行固体润滑的所有领域使用。尤其在较为复杂的环境条件下需要进行固体润滑时，采 用特定纳米颗粒或碳纤维的树脂基固体润滑材料具有出色的减摩抗磨效果。
[0006] 目前高分子树脂基润滑涂层普遍采用耐高温树脂和减摩抗磨颗粒如石墨、二硫化 钼等材料制备而成。单纯使用这些组分往往具有较好的减摩抗磨效果，但固体润滑涂层对 基材表面的附着力较差，在特殊条件下的减摩抗磨效果一般。
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种减摩抗磨固体润滑材料及其制备方法，解决固体润滑涂层对基 材表面的附着力较差的问题以及提高固体润滑的减摩抗磨效果。
[0008] 本发明所采用的技术方案是：一种减摩抗磨固体润滑材料，它包括按重量份计的 如下组分：石墨和/或二硫化钼6-15份，氧化石墨烯0. 05-0. 1份，碳纤维1-5份，TiO2颗粒 〇. 1-1份，质量浓度在30%的聚酰胺酰亚胺树脂30-70份，分子量为500-800的聚丙二醇改 性的聚硅氧烷0. 1-0. 8份，双效活性聚硅氧烷0. 1-0. 8份。
[0009] 本发明的具体特点还有，首先对组成固体润滑材料的减摩抗磨材料进行预处理， 然后加入行星式球磨机高速研磨40min，促使各种颗粒表面功能基团与聚酰胺酰亚胺树脂 中的异氰酸酯或酰胺基团反应形成共价键或次价键，然后采用100目滤网过滤，得到减摩 抗磨固体润滑材料。
[0010] 石墨15份，氧化石墨烯0. 05份，碳纤维2份，TiO2颗粒1份，质量浓度在30%的聚 酰胺酰亚胺树脂30份，分子量为500-800的聚丙二醇改性的聚硅氧烷0. 8份，双效活性聚 硅氧烷0.5份。
[0011] 石墨13份，二硫化钼2份，氧化石墨烯0. 03份，碳纤维1份，TiO2颗粒1份，质量 浓度在30%的聚酰胺酰亚胺树脂40份，分子量为500-800的聚丙二醇改性的聚硅氧烷0. 4 份，双效活性聚硅氧烷0. 4份。
[0012] 本发明还提供一种减摩抗磨固体润滑材料的制备方法，其特征是它包括如下步 骤：首先对组成固体润滑材料的减摩抗磨材料进行预处理，所述减摩抗磨材料包括石墨和 /或二硫化钼，氧化石墨烯，碳纤维，二氧化钛颗粒，质量浓度在30%的聚酰胺酰亚胺树脂， 分子量为500-800的聚丙二醇改性的聚硅氧烷，双效活性聚硅氧烷；取处理过的石墨和/或 二硫化钼6-15份，氧化石墨烯0. 05-0. 1份，碳纤维1-5份，TiO2颗粒0. 1-1份，质量浓度 在30%的聚酰胺酰亚胺树脂30-70份，分子量为500-800的聚丙二醇改性的聚硅氧烷(流平 用助剂）0. 1-0. 8份，双效活性聚硅氧烷(消泡用助剂）0. 1-0. 8份加入行星式球磨机高速研 磨40min，促使各种颗粒表面功能基团与聚酰胺酰亚胺树脂中的异氰酸酯或酰胺基团反应 形成共价键或次价键，然后采用100目滤网过滤，得到减摩抗磨固体润滑材料。
[0013] 本发明的具体特点还有，对石墨或者二硫化钼的预处理是指用单烷氧基三（二辛 基磷酰氧基）钛酸酯对颗粒粒度为3-10 μ m的石墨或二硫化钼进行喷雾处理，之后在140°C 真空烘烤4小时，使钛酸酯端基与石墨或二硫化钼表面羟基等基团反应偶联。
[0014] 对氧化石墨稀的预处理是指对厚度小于lnm，直径IOOnm-I μ m氧化石墨稀在80°C 真空烘烤4小时，去除表面水。
[0015] 对碳纤维的预处理是指用γ -氨丙基三乙氧基硅烷对宽度为7 μ m、长径比为7的 碳纤维进行喷雾处理，在行星式球磨机上研磨2小时，促使硅烷端基与碳纤维表面基团发 生偶联脱水反应，之后在140°C真空中烘烤4小时。
[0016] 对二氧化钛的预处理是指将金红石型粒径为20-100nm的TiO2颗粒在140°C真空 中烘烤4小时，去除水分。
[0017] 石墨15份，氧化石墨烯0. 05份，碳纤维2份，TiO2颗粒1份，质量浓度在30%的聚 酰胺酰亚胺树脂30份，分子量为500-800的聚丙二醇改性的聚硅氧烷0. 8份，双效活性聚 硅氧烷0.5份。
[0018] 本发明的有益效果是：该发明涉及的减摩抗磨固体润滑材料及其制备方法，由于 提高了树脂材料与颗粒材料的有效作用，树脂能更有效的固定减摩抗磨的颗粒组分，使得 固体润滑剂在摩擦组件表面具有极强的附着力，在70°C水超声两小时后采用胶带剥离，无 涂层掉落现象。此外，1102纳米颗粒和氧化石墨烯的加入，使得固体润滑剂在高低温、高湿 度、矿物油环境以及有氧环境下均具有优异的减摩抗磨效果。在无机油干磨条件下摩擦系 数可达0. 09,有机油环境下摩擦系数可达0. 07,从而提高设备的使用寿命，降低生产成本。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1 :用单烷氧基三（二辛基磷酰氧基）钛酸酯对颗粒粒度为3-10 μ m的石墨 或二硫化钼进行喷雾处理，之后在140°C真空烘烤4小时，使钛酸酯端基与石墨或二硫化钼 表面羟基等基团反应偶联；对厚度小于lnm，直径IOOnm-I μ m氧化石墨稀在80°C真空烘烤 4小时，去除表面水；用γ -氨丙基三乙氧基硅烷对宽度为7 μ m、长径比为7的碳纤维进行 喷雾处理，在行星式球磨机上研磨2小时，促使硅烷端基与碳纤维表面基团发生偶联脱水 反应，之后在140°C真空中烘烤4小时；对金红石型粒径为20-100nm的TiO2颗粒在140°C 真空中烘烤4小时，去除水分。取处理过的石墨15份，氧化石墨烯0.05份，碳纤维2份， TiO2颗粒1份，质量浓度在30%的聚酰胺酰亚胺树脂30份，分子量为500-800的聚丙二醇 改性的聚硅氧烷0. 8份，双效活性聚硅氧烷0. 5份加入行星式球磨机高速研磨40min，然后 采用100目滤网过滤，得到减摩抗磨固体润滑材料。
[0020] 实施例2 :本实施