[发明专利]高氟耐磨自润滑材料

说明书

本发明涉及一种高氟耐磨自润滑材料，技术方案由至少以下三种原料混合制成：熔点不高于150℃的异氰酸酯和多元醇；熔点不高于150℃且在20℃时运动粘度为0.75～100000mm²/s含氟有机材料。本发明耐磨自润滑材料具有生产成本低、性能稳定、相容性好、性能优异的优点。

技术领域

本发明涉及材料制造领域，具体的说是一种高氟耐磨自润滑材料。

背景技术

自润滑材料是指利用固体粉末、薄膜或某些整体材料来减少两承载表面间的摩擦磨损作用。在固体润滑过程中，固体润滑材料和周围介质要与摩擦表面发生物理、化学反应生成固体润滑膜，降低磨擦磨损。

常见的自润滑材料，如聚四氟乙烯(PTFE)，虽然具有耐腐蚀、耐气候、高润滑、电绝缘性等优良性能，但由于聚四氟乙烯是典型的软而弱聚合物，大分子间的相互引力较小，刚度、硬度、强度都较小，在应力长期作用下会变形，而由于PTFE的硬度低，使其易被其他材料磨损，此外聚四氟乙烯还具有“冷流性”，即材料制品在长时间连续载荷作用下发生的塑性变形(蠕变)等缺点。尤其是在很多工程中需要使用聚四氟乙烯作为自润滑材料时更突显了聚四氟乙烯的耐磨性不足这一缺陷，增加了工程成本。

目前聚四氟乙烯常采用悬浮聚合制备方法，典型的悬浮聚合方法包括下列步骤:将一种液体介质预装入到带搅拌、夹套的立式反应釜中，预装入少量包括引发剂在内的其它改性剂组分，脱氧、用氮气置换、用TFE加压到预定水平、搅拌、使系统达到所需温度，根据预定基准加入更多的TFE和改性剂调节温度，以相同或不同速率加入引发剂的过程可持续到整个批料或持续批料的一部分或只在反应前加入，四氟乙烯悬浮聚合的过程一般在水或二氧化碳介质中进行。由上述过程可以看出传统的聚合生产方法工艺较复杂，还存在产品稳定性差,杂质含量高等缺点，而且还会给环境带来大量的“三废”，增加环境保护的成本与压力。

另外，目前普通制作含氟材料主要是采用化学反应引入氟原子，比如接枝改性，共聚等方式，这种化学引入的方法限定了含氟量不高，也就不能充分展现含氟材料的特性，若强行加入过多的含氟材料，会存在含氟单体游离，材料结构性能下降，环境污染严重等问题，而研究发现，高氟含量的引入可以显著提高材料自润滑和耐磨性。

针对这一现状，亟需通过新原料与新工艺的结合，找到一种新型的耐磨自润滑材料作为PTFE的替代品，使材料兼具良好的润滑作用和优良的耐磨性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种生产成本低、性能稳定、相容性好、性能优异的高氟耐磨自润滑材料。

本发明高氟耐磨自润滑材料由至少以下三种原料混合而成：

熔点不高于150℃的异氰酸酯和多元醇；

熔点不高于150℃且在20℃时运动粘度为0.75～100000mm²/s含氟有机材料；

其中，所述含氟有机材料为有机化合物分子中与碳原子直接相连的氢被氟取代的一类化合物。。

所述异氰酸酯和多元醇合计70～85重量份，且异氰酸酯和多元醇的化学计量比为0.7～1.25:1；所述含氟有机材料15～30重量份。

所述异氰酸酯和多元醇合计75～80重量份，且异氰酸酯和多元醇的化学计量比为0.7～1.25:1；所述含氟有机材料20～25重量份，且所述含氟有机材料在20℃的运动粘度为3～8600mm²/s。