[发明专利]一种多孔含油复合润滑材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多孔含油复合润滑材料及其制备方法，基于多孔含油颗粒填充相的复合润滑材料包括以下组分：多孔颗粒、润滑剂、多孔基体。与现有多孔含油材料技术相比，本发明制备了三种具有多孔结构的含油颗粒填充相，按照一定的方法将其分散在多孔聚合物或金属基体中，形成一种新型多孔含油润滑材料。该多孔含油颗粒有效地阻碍了润滑剂从多孔基体内自发溢出，延长了自润滑材料的时效性，同时多孔含油颗粒能够在一定程度上补偿多孔基体机械性能，因此该材料的应用前景非常广阔。

技术领域

本发明属于固相自润滑复合材料技术领域，尤其涉及一种多孔含油复合润滑材料及其制备方法。

背景技术

随着固体润滑材料的发展，自润滑轴承材料在性能上极大地突破了传统材料的使用极限，已逐渐成为摩擦学领域的研究热点之一。其主要思想就是将基体材料的良好机械强度和固体润滑填充材料的优良润滑特性相结合。然而此类自润滑材料常存在分散性难、制造工艺复杂、成本高等问题，且在使用中随着运行时间延长，逐渐出现润滑失效与磨损并最终造成自润滑轴承不可逆破坏。例如，聚合物自润滑材料在空间干摩擦润滑材料方面优势明显，但是在高速、重载干摩擦时聚合物材料摩擦噪声较高、磨屑多、使用寿命有限。

目前主要由两种途径来改善聚合物复合材料的摩擦学性能：其一是在基体材料中加入固体润滑填充材料(比如纤维、聚四氟乙烯、二硫化钼)。固体润滑填充材料可以通过增强其机械性能来提高聚合物复合材料的耐磨性能。但是利用固体润滑填充材料也存在局限，比如难分散、成型复杂和成本高。其二是利用液体润滑介质来改善聚合物复合材料摩擦学性能。但是，在摩擦界面外加润滑介质对材料应用存在一定的限制，特别是对润滑油敏感材料(润滑油吸附和渗透导致材料退化)或避免油污染的条件并不合适。例如，空间环境中原子氧辐照使得表面的润滑油降解变粘稠，质子辐照使得表面的润滑油碳化降解变干，从而造成了润滑油失效、影响摩擦副材料的稳定性和寿命。通常使用微胶囊包覆润滑剂，实现润滑剂的可控释放，实现减摩作用。但是微胶囊壁材较软，与基体相比承载外界应力能力较差，与聚合物基体复合之后，将会降低聚合物基体的机械性能，并且微胶囊储油自润滑的持续时间与所包含的微胶囊数量有关，时效性较差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于多孔含油复合润滑材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于多孔含油复合润滑材料，包括如下组分：

多孔颗粒填充相，含有金属有机骨架多孔材料Cu-BTC、多孔碳及多孔石墨烯颗粒

润滑剂，含有油胺和油酸，

聚合物多孔基体及金属粉末，含有环氧树脂(E51)及对应的固化剂B，铜粉。

一种基于多孔含油颗粒的复合润滑材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)采用水热合成法制备Cu-BTC多孔颗粒，配制一定浓度的硝酸铜水合物、甲醇分散液，加入一定量的乙二胺、醋酸和1,3,5-苯三甲酸，并在一定温度下反应12小时，离心并洗涤。

(2)Cu -BTC多孔颗粒在加入到油胺、油酸润滑剂中，持续搅拌，形成均一的混合物，并将其放置于真空氛围和一定温度下吸附12小时，将浸渍润滑剂后的Cu-BTC 颗粒离心分离，用正己烷清洗颗粒表面残留的油胺润滑剂，最终得到Cu-BTC多孔含油颗粒。

(3)在一定温度下，将Cu-BTC多孔含油颗粒分散于环氧树脂(E51)中，搅拌、超声，使其分散均匀，并加入固化剂B，最后倒入模具中，固化12小时。

(4)正硅酸乙酯在碱性环境下水解生成100～300nm小球，将小硅球分散在乳液中，一定温度下静置12小时，形成直径为1μm规则球状团聚体，浸渍碳源，管式炉内真空氛围烧结，最后去除模板硅球，得到多孔碳球。