[发明专利]一种二硫化钼/氟化石墨烯-聚四氟乙烯复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种二硫化钼/氟化石墨烯‑聚四氟乙烯复合材料，组成上包括聚乙烯吡咯烷酮、接枝4‑氨基苯乙烯的聚四氟乙烯和负载有二硫化钼的氟化石墨烯。所述复合材料具有优异的抗腐蚀、抗磨损、抗氧化和防水性能以及良好的机械性能；本发明还提供了所述二硫化钼/氟化石墨烯‑聚四氟乙烯复合材料的制备方法，所述制备方法简便、实施过程易于控制，复合材料制备成本低廉，可适用于大批量生产。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种二硫化钼/氟化石墨烯-聚四氟乙烯复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚四氟乙烯是一种优异的固体自润滑材料，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力，是已知固体润滑材料中最好的干摩擦材料之一。但是，由于聚四氟乙烯分子间作用力较小的特性导致了其耐磨性较差，通常情形下其单独无法满足摩擦工况的应用要求。

目前，国内外学者开展了诸多工作，以期提升聚四氟乙烯的抗磨性能，如纳米纤维、功能碳材料、无机纳米粒子共混掺杂，聚合物共混掺杂，聚合物嵌段修饰改性等。公开号为CN105542372A的专利公开了一种α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料的制备方法，其主要是首先制备了纳米石墨烯，并对其进行氨基化处理，然后将聚四氟乙烯粉末通过等离子处理后接枝丙烯酸，之后应用水热合成技术制备了纳米α-二氧化锰-石墨烯复合材料，最终制得一种纳米α-二氧化锰-石墨烯-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料，该材料具有摩擦系数小、磨损率低、机械强度大等优点，但该技术所制聚四氟乙烯复合材料的耐磨性能尚需进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二硫化钼/氟化石墨烯-聚四氟乙烯复合材料及其制备方法和应用，所述复合材料在具有机械强度大的同时，还具有耐磨性能好的特点。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种二硫化钼/氟化石墨烯-聚四氟乙烯复合材料，组成上包括聚乙烯吡咯烷酮、接枝4-氨基苯乙烯的聚四氟乙烯和负载有二硫化钼的氟化石墨烯。

优选的，所述负载有二硫化钼的氟化石墨烯、接枝4-氨基苯乙烯的聚四氟乙烯和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为(0.4～0.6)：(9.34～9.56)：(0.04～0.06)。

本发明还提供了所述的一种二硫化钼/氟化石墨烯-聚四氟乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将氧化石墨粉末、水和氢氟酸混合，进行水热反应Ⅰ，得到氟化石墨烯粉末；

将所述氟化石墨烯粉末、硫脲、钼酸铵和水混合，进行水热反应Ⅱ，得到负载有二硫化钼的氟化石墨烯；

将聚四氟乙烯粉末经过辐照处理后和4-氨基苯乙烯在无水乙醇中进行接枝反应，得到接枝4-氨基苯乙烯的聚四氟乙烯；

将所述负载有二硫化钼的氟化石墨烯、接枝4-氨基苯乙烯的聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮和无水乙醇混合，干燥，得到混合粉末；

将所述混合粉末依次进行冷压处理和热处理，得到二硫化钼/氟化石墨烯-聚四氟乙烯复合材料。

优选的，所述水热反应Ⅰ的温度为170～190℃，水热反应Ⅰ的时间为15～20h。

优选的，所述水热反应Ⅱ的温度为190～210℃，水热反应Ⅱ的时间为18～24h。

优选的，所述接枝反应的温度为60～80℃，接枝反应的时间为5～10h。

优选的，所述冷压处理的压力为38～42MPa，所述冷压处理的时间为15～25min，所述冷压处理的温度为20～40℃。

优选的，所述热处理的温度为370～380℃，由室温升至所述热处理的温度的升温速率为0.8～1.5℃/min，所述热处理的保温时间为90～120min。