[发明专利]一种Mxene-V2C改性的碳纤维织物自润滑材料及其制备方法有效

专利信息
申请号: 202110002786.0 申请日: 2021-01-04
公开(公告)号: CN112812496B 公开(公告)日: 2021-11-12
发明(设计)人: 赵普;王齐华;李宋;徐明坤;陶立明;张耀明;张新瑞;王廷梅 申请(专利权)人: 中国科学院兰州化学物理研究所
主分类号: C08L61/06 分类号: C08L61/06;C08K3/14;C08K7/06
代理公司: 北京高沃律师事务所 11569 代理人: 刘奇
地址: 730000 甘*** 国省代码: 甘肃;62
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摘要:
搜索关键词: 一种 mxene v2c 改性 碳纤维 织物 润滑 材料 及其 制备 方法
【说明书】:

发明提供了一种Mxene‑V2C改性的碳纤维织物自润滑材料及其制备方法,属于摩擦材料技术领域。Mxene‑V2C在摩擦切应力作用下,其片层极易滑移,能够降低界面剪切强度,从而降低摩擦系数;同时,Mxene‑V2C表面具有大量F、OH官能团,可以提高其与碳纤维织物的界面结合特性,而良好的界面结合强度能够提高自润滑材料的应力传递和磨损寿命。本发明将Mxene‑V2C引入碳纤维织物,所得碳纤维织物自润滑材料具有低摩擦系数。实施例结果表明,本发明提供的Mxene‑V2C改性的碳纤维织物自润滑材料在0.101~0.125之间,具有良好的摩擦学性能。

技术领域

本发明涉及摩擦材料技术领域,特别涉及一种Mxene-V2C改性的碳纤维织物自润滑材料及其制备方法。

背景技术

碳纤维织物增强复合材料因具有自润滑、低成本、易于加工、化学稳定和重量轻等突出优点,已被广泛用于飞机、汽车、铁路装备、航空航天装备和国防工业。目前,现有技术多使用石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等填料提高碳纤维织物的自润滑能力,但是,差的耐磨性仍然是制约其在复杂、苛刻工况下长期使用的瓶颈问题。Mxene(迈科烯)是一种新型过渡金属碳化物或氮化物二维晶体,通过选择性刻蚀MAX相中的A原子层而制得,其化学式为Mn+1Xn,其中n=1、2或3,M为早期过渡金属元素,X为氮或碳元素。Mxene-V2C作为Mxene中的重要一员,具有较高的体积比容量和较快的电子传输速率,使得它适用于电池和超级电容器电极材料;Mxene-V2C具有极大的比表面积和较多的中空位点,使得它具有非常高的储氢能力,适合作为储氢材料;Mxene-V2C具有良好的导电性、亲水性以及在水溶液中的稳定性,使得它可用作催化水分解制备氢气的催化剂。未见Mxene-V2C在摩擦学方面的应用的相关报道。

发明内容

有鉴于此,本发明目的在于提供一种Mxene-V2C改性的碳纤维织物自润滑材料及其制备方法。本发明所得自润滑材料具有低摩擦系数。

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Mxene-V2C改性的碳纤维织物自润滑材料,包括碳纤维织物以及负载于所述碳纤维织物碳纤维表面的Mxene-V2C和酚醛树脂。

优选的,所述Mxene-V2C改性的碳纤维织物自润滑材料中Mxene-V2C的质量为碳纤维织物质量的0.5~3%。

优选的,所述Mxene-V2C的片径为20~25μm。

优选的,所述碳纤维织物的纤维规格为1K,经向密度为10根/10mm,纬向密度为10根/10mm,单位面积质量为120~130g/m2

优选的,所述碳纤维织物的厚度为0.2~0.22mm。

本发明提供了上述的Mxene-V2C改性的碳纤维织物自润滑材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)将Mxene-V2C、酚醛树脂和极性有机溶剂混合,进行超声,得到涂覆液;

(2)将碳纤维织物浸渍于所述涂覆液中,将得到的浸渍碳纤维织物干燥,得到Mxene-V2C改性的碳纤维织物自润滑材料。

优选的,所述极性有机溶剂为乙醇、丙酮和乙酸乙酯中的一种或几种。

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