[发明专利]液体丁腈橡胶改性聚合物基自润滑材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种液体丁腈橡胶改性聚合物基自润滑材料，具体的讲，本发明涉及一种端羟基液体丁腈橡胶改性环氧树脂-聚氨酯互穿网络聚合物自润滑材料。

背景技术

互穿聚合物网络(IPN)是由两种或两种以上的聚合物网络永久性地互相穿插缠结而形成的聚合物合金。其独特的网络互穿结构、强迫互容、界面互穿以及协同作用能使具有不同功能的聚合物形成稳定的结合体，赋予材料更加优异的性能。环氧树脂-聚氨酯IPN，既具有环氧树脂优异的力学性能，又结合了聚氨酯弹性体的高弹力、高伸长率，负载支撑容量大，减震效果好等优点，受到广泛的关注。但是环氧树脂-聚氨酯IPN的自润滑性能差，不能满足在润滑领域的应用要求。为此改善其自润滑性能是拓宽此复合材料应用范围的难点和重点。端羟基液体丁腈橡胶，简称HTLN，浅黄色透明粘稠液体，具有粘度低、耐高温、耐低温、耐油性好的特点，通常用于环氧树脂的增韧剂。

国内环氧树脂改性的相关专利主要有：200910108784.9纳米丁苯吡橡胶改性环氧树脂及其生产方法、200910108785.3纳米羧基丁腈橡胶改性环氧树脂及其生产方法、200910054081.2一种端异氰酸酯硅橡胶改性环氧树脂及其制备方法、99109418.2聚硅氧烷改性环氧树脂组合物。这些专利仅限于对环氧树脂机械强度特别是韧性的改进。相关环氧树脂-聚氨酯IPN自润滑复合材料改性的专利还没有报道，环氧树脂-聚氨酯IPN本身的综合机械性能优于纯的环氧树脂。

发明内容

本发明目的是提供一种端羟基液体丁腈橡胶改性环氧树脂-聚氨酯IPN自润滑材料，该材料具有优异的自润滑性能和良好的机械强度。

一种液体丁腈橡胶改性聚合物基自润滑材料，其特征在于该材料通过以下步骤制备：

A将重量份数80～120份环氧树脂与5～20份端羟基液体丁腈橡胶均匀混合，在100～120℃真空度0.08～0.1MPa下除水脱气；

B将100份蓖麻油聚氨酯预聚体加入到步骤A中的得到的混合物中，再加入23～40份3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷作为固化剂，搅拌均匀，在80～100℃真空度0.08～0.1MPa下脱气后倒入预热的模具中，在100～120℃下固化5-7小时；自然冷却，得到液体丁腈橡胶改性聚合物基自润滑材料。

液体丁腈橡胶改性聚合物基自润滑材料也可称为端羟基液体丁腈橡胶改性环氧树脂-聚氨酯IPN自润滑材料。材料由树脂基体，液体橡胶改性剂组成，其中树脂基体选用具有优异机械性能和热稳定性的环氧树脂-聚氨酯互穿网络聚合物，液体橡胶改改性剂选用成本低，耐热性高，与基体结合性好的端羟基液体丁腈橡胶为改性剂。

本发明所使用的蓖麻油聚氨酯预聚体为端异氰酸酯基聚氨酯预聚体，按文献方法制备(Journal of Applied Polymer Science，1998，70(9)，1649-1659)：首先将100份蓖麻油在100℃真空下除水8～10h，然后在氮气保护和0.02份二月硅酸二丁基锡催化作用下，与40份甲苯二异氰酸酯在60～75℃反应1-2h得到。

本发明所述丁腈橡胶是羟基含量分别为0.4，0.6mmol/g，数均分子量分别为2500±100和2000±100端羟基液体丁腈橡胶中的一种。

本发明所述环氧树脂为环氧树脂E51和环氧树脂E44中的一种。

本发明的材料，端羟基液体丁腈橡胶以球状粒子形式均匀分散在环氧树脂-聚氨酯IPN中，通过端羟基液体丁腈橡胶中的羟基与基体树脂中的聚氨酯预聚体中的异氰酸酯基反应，增加了界面粘结性，明显改善基体摩擦学性能的同时，进一步提高了其机械性能及热稳定性。拓宽了环氧树脂-聚氨酯IPN的在自润滑材料领域的应用范围。

本发明产品的主要性能指标如下：

1.硬度(邵D)：50～65

2.大气下摩擦系数：0.10～0.13

3.大气下质量磨损率：≤0.03％

4.拉伸强度：≥38MPa；拉伸弹性模量≥260MPa

5.冲击强度≥28KJ/m²

6.热分解起始温度≥330℃

相对于专利200910108784.9纳米丁苯吡橡胶改性环氧树脂及其生产方法、200910108785.3纳米羧基丁腈橡胶改性环氧树脂及其生产方法、200910054081.2一种端异氰酸酯硅橡胶改性环氧树脂及其制备方法，仅使环氧树脂复合材料的机械强度增加。