[发明专利]耐磨自润滑复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种耐磨自润滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将多元醇和含氟有机材料混合高速搅拌得到第一混合物；(2)向第一混合物中加入异氰酸酯继续搅拌后得到第二混合物；(3)将第二混合物在95～100℃的条件下熟化6～12h、破碎后得到自润滑材料；(4)按照重量比为100:(1～70)取热塑性树脂材料和自润滑材料混合得到共混料，送放螺杆挤出机挤出、造粒机造粒后冷却干燥，即得自润滑复合材料，其中，所述异氰酸酯和多元醇的熔点不高于150℃；所述含氟有机材料的熔点不高于150℃且在20℃时运动粘度为0.75～100000mm²/s。本发明工艺方法简单、生产成本低、制备材料性能稳定、相容性好。

技术领域

本发明涉及材料制造领域，具体的说是一种耐磨自润滑复合材料的制备方法。

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。

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，提供一种工艺方法简单、生产成本低、性能稳定、相容性好、性能优异的耐磨自润滑复合材料的制备方法。

本发明耐磨自润滑复合材料的制备方法包括以下步骤：(1)将多元醇和含氟有机材料混合高速搅拌得到第一混合物；(2)向第一混合物中加入异氰酸酯继续搅拌后得到第二混合物；(3)将第二混合物在95-100℃的条件下熟化6～12h、破碎后得到自润滑材料；(4)按照重量比为100:(1～70)取热塑性树脂材料和自润滑材料混合得到共混料，送挤出机挤出、造粒机造粒后冷却干燥，即得自润滑复合材料，

其中，所述异氰酸酯和多元醇的熔点不高于150℃；所述含氟有机材料的熔点不高于150℃且在20℃时运动粘度为0.75～100000mm²/s。

所述步骤(1)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；所述含氟有机材料为15～30重量份。

所述步骤(3)中挤出温度为180-220℃。

所述步骤(1)中所述多元醇和含氟有机材料的混合高速搅拌速度为1000～1500rpm，时间为8-12min，分散温度为80～100℃；所述步骤(2)中加入氰酸酯后的搅拌速度为500～800rpm,时间为0.5-10min。

所述步骤(2)所述将得到的所述第一混合物在室温下冷却10～20min，然后再加入异氰酸酯。