[发明专利]一种含纳米胶囊的聚合物自润滑复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种含纳米胶囊的聚合物自润滑复合材料的制备方法，其特征在于制备步骤为：

(1)所用原料：

碳纳米管、浓硫酸、浓硝酸、无水乙醇，其中浓硫酸的浓度为96％，浓硝酸的浓度为70％；

(2)碳纳米管的预处理：

首先在通风橱中将盛有40ml浓硝酸的烧杯置于冰水浴中，持续搅拌并将40～120ml浓硫酸沿着烧杯壁缓慢加入到浓硝酸中，加入过程需持续搅拌直至溶液混合均匀，得到混合均匀的浓硫酸/浓硝酸混合溶液；将碳纳米管放入无水乙醇中进行超声处理，超声结束后将碳纳米管放进烘箱中，在70～80℃烘干6～12h；然后将0.2～0.3g烘干的碳纳米管分散在浓硫酸/浓硝酸混合溶液中，然后在120～180℃回流2～6h，回流结束后用玻璃漏斗和滤纸过滤溶液，用去离子水充分冲洗滤出物直至pH＝7，将滤出物放入真空干燥箱中，在60～70℃干燥12～24h，即得到开口碳纳米管；

(3)纳米胶囊的制备：

将0.2～0.3g的开口碳纳米管放入试管中，再向试管中注入1.0～6.0g镓基液态金属，用细玻璃棒搅拌混合镓基液态金属和碳纳米管，然后将试管密封并抽真空，保持真空度10^-1Pa，在30～60℃对试管进行超声处理30～90min，超声结束后将试管置于30～60℃的水浴中静置8～16h，静置结束后将试管内部恢复至大气压，即得到镓基液态金属和碳纳米管的固液混合物；将镓基液态金属和碳纳米管的固液混合物放入离心机中，利用无水乙醇进行离心洗涤，待洗涤的无水乙醇中几乎不含液态金属时，从离心机中取出内部填充镓基液态金属的碳纳米管，在60～70℃烘干5～10h即得到纳米胶囊；

(4)制备含纳米胶囊的聚合物复合材料：

首先将纳米胶囊添加并均匀分散到聚合物粉体中，纳米胶囊与聚合物的质量比为0.1～25：75～99.9，再进行聚合物成型加工，即得含纳米胶囊的聚合物自润滑复合材料。

2.如权利要求1所述的含纳米胶囊的聚合物自润滑复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，镓基液态金属包括：60℃以下时物质形态为液态的镓基合金。

3.如权利要求1所述的含纳米胶囊的聚合物自润滑复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，聚合物包括：聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚甲醛、聚芳醚酮、聚砜、聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯、聚芳酰胺、聚氯乙烯、环氧树脂、聚丙烯酸酯、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶其中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的含纳米胶囊的聚合物自润滑复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，聚合物成型加工包括：挤出成型、注塑成型、模压成型、压延成型、层压成型、浇铸成型、发泡成型、L-S相转化成型其中的一种或几种。