[发明专利]一种高性能柔性减磨涂料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高性能柔性减磨涂料的制备方法，主要包括如下步骤：(1)对纳米石墨片进行氟化与改性；(2)所得改性氟化石墨分散于溶剂中，改性氟化石墨的OH基团与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯基；然后再次加入异氰酸酯与聚醚多元醇，得到聚氨酯接枝改性氟化石墨溶液；(3)使用四氟乙烯和全氟环烯醚共聚反应得到可溶性聚四氟乙烯溶液；然后，与聚氨酯接枝改性氟化石墨溶液混合，即得高性能柔性减磨涂料。所得高性能柔性减磨涂料能够应用于金属结构、橡胶结构、塑料结构等表面结构形成涂层，摩擦系数低，导热率高，耐候性好，柔韧性好。

主权项

1.一种高性能柔性减磨涂料的制备方法，其特征在于主要包括如下步骤：

(1)对纳米石墨片先进行氟化，所得氟化石墨与碱液共沸，即得改性氟化石墨；

(2)将步骤(1)所得改性氟化石墨分散于溶剂中，加入异氰酸酯和催化剂，在催化作用下，改性氟化石墨的OH基团与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯基；然后，在所得溶液中再次加入异氰酸酯与聚醚多元醇，得到聚氨酯接枝改性氟化石墨溶液；

(3)四氟乙烯和全氟环烯醚在溶剂中、聚合引发剂作用下进行共聚反应，得到可溶性聚四氟乙烯溶液；然后，可溶性聚四氟乙烯溶液与步骤(2)所得聚氨酯接枝改性氟化石墨溶液混合，即得高性能柔性减磨涂料。

2.根据权利要求1所述的一种高性能柔性减磨涂料的制备方法，其特征在于步骤(1)所述氟化的具体步骤为：使用纳米石墨片与氟气在催化剂SbCl₅的作用下进行氟化反应，即得到氟化石墨。

3.根据权利要求2所述的一种高性能柔性减磨涂料的制备方法，其特征在于所述催化剂SbCl₅与纳米石墨片的质量比为0.01‑0.2；氟化反应时间为1‑5h，反应温度为100‑300℃，氟气压力为0.2‑3.0MPa。

4.根据权利要求1所述的一种高性能柔性减磨涂料的制备方法，其特征在于步骤(1)中碱液质量与氟化石墨的质量比为2‑50，且碱液为质量分数为5％以上的无机碱水溶液。

5.根据权利要求1所述的一种高性能柔性减磨涂料的制备方法，其特征在于所述的纳米石墨片平均粒径为50‑300nm。

6.根据权利要求1所述的一种高性能柔性减磨涂料的制备方法，其特征在于步骤(2)中，选用的溶剂为甲苯或正庚烷，溶剂与改性氟化石墨的质量比为10‑500。

7.根据权利要求1所述的一种高性能柔性减磨涂料的制备方法，其特征在于步骤(2)中，第一次加入的异氰酸酯的量为改性氟化石墨质量的0.1％‑1.5％，第二次加入的异氰酸酯质量为第一次加入异氰酸酯的4‑10倍，加入的聚醚多元醇质量为两次加入异氰酸酯质量和的0.8‑2.0倍。

8.根据权利要求1所述的一种高性能柔性减磨涂料的制备方法，其特征在于步骤(3)中，全氟环烯醚与四氟乙烯的质量比为0.05‑0.30；可溶性聚四氟乙烯溶液与聚氨酯接枝改性氟化石墨溶液的质量比为0.1‑10。

9.根据权利要求1所述的一种高性能柔性减磨涂料的制备方法，其特征在于步骤(3)中，聚合引发剂为过氧苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化氢异丙苯中的一种或一种以上的混合物，聚合引发剂用量为四氟乙烯和全氟环烯醚总质量的0.05‑3.0％；溶剂选自甲苯、正庚烷、全氟正庚烷等中的一种或一种以上的混合物，溶剂与四氟乙烯和全氟环烯醚总质量比为1‑20。

10.根据权利要求1所述的一种高性能柔性减磨涂料的制备方法，其特征在于步骤(3)中，共聚反应温度为70‑150℃，反应时间为1‑12h。