α-二氧化锰-氧化石墨-聚偏氟乙烯耐磨减摩复合材料的制备方法技术

一种α‑二氧化锰‑氧化石墨‑聚偏氟乙烯耐磨减摩复合材料的制备方法，首先制备聚偏氟乙烯微滤分离膜并对其进行碱化和粉碎处理，然后制备氧化石墨和偏氟乙烯微滤复合物，之后在氧化石墨和聚偏氟乙烯复合物上沉积α‑二氧化锰微粒，最后再经冷压成型和热处理工序处理，制得了摩擦学性能优良的α‑二氧化锰‑氧化石墨‑聚偏氟乙烯耐磨减摩复合材料。本发明专利技术使减摩耐磨增效组元α‑二氧化锰、氧化石墨微粒在聚偏氟乙烯中分布更为均匀，避免了α‑二氧化锰和氧化石墨微粒在聚偏氟乙烯中的聚结成团，极大改善了聚偏氟乙烯的耐磨和减摩的摩擦学特性。

【技术实现步骤摘要】
α-二氧化锰-氧化石墨-聚偏氟乙烯耐磨减摩复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种耐磨减摩材料的制备方法。
技术介绍
近年来，大型机械和航空航天设备润滑和摩擦方面的需求日益增多，若其零部件和轴承因磨损而失效、滑动和滚动界面因摩擦磨损而抱死，会致使设备事故频发甚至令其报废，继而导致严重的生产事故和飞行事故发生，极大影响大规模工业的生产正常开展和航空航天器的稳定运行。故而，提高机械零部件、轴承等部件的摩擦磨损性能，改善滑动和滚动接触界面的润滑特性，已成为迫切需要解决的摩擦学课题。与液态润滑剂和无机耐磨减摩增效材料相比，聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚醚砜、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等聚合物具有质量轻、机械强度高、物理化学性能稳定的突出优点，并且还具有优良的润滑和减摩特性。上述聚合物及其复合物在摩擦学领域的潜在应用，备受关注。在自润滑聚合物中，聚醚醚酮、聚酰亚胺的磨损率低，但摩擦系数高；聚四氟乙烯摩擦系数低，但其磨损率却较高；此外，聚偏氟乙烯和聚醚砜摩擦和磨损的综合摩擦学性能欠佳。与上述其他聚合物相比，聚偏氟乙烯的耐湿、防霉、防粘、电绝缘性优异，其强度高、介电常数大，耐候性和化学稳定性能优良，其可广泛应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种α‑二氧化锰‑氧化石墨‑聚偏氟乙烯耐磨减摩复合材料的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：(1)聚偏氟乙烯的预处理：①聚偏氟乙烯微滤分离膜的制备：a、按N,N‑二甲基乙酰胺溶剂：聚乙烯吡咯烷酮：聚偏氟乙烯的质量比为100：3～5：18～20的比例，首先将聚乙烯吡咯烷酮加入到盛有N,N‑二甲基乙酰胺溶剂的容器中，并将容器置于磁力搅拌器上，开启搅拌器加热开关，使容器中N,N‑二甲基乙酰胺溶剂的温度由室温升高至80℃，同时开启磁力搅拌开关，搅拌溶液使聚乙烯吡咯烷酮溶解后，再加入平均粒径为0.1mm的聚偏氟乙烯粉末，在80℃下继续磁力搅拌4h，确保加入的聚偏氟乙烯粉末全部溶解后，将溶液温度降至50...

【技术特征摘要】
1.一种α-二氧化锰-氧化石墨-聚偏氟乙烯耐磨减摩复合材料的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：(1)聚偏氟乙烯的预处理：①聚偏氟乙烯微滤分离膜的制备：a、按N,N-二甲基乙酰胺溶剂：聚乙烯吡咯烷酮：聚偏氟乙烯的质量比为100：3～5：18～20的比例，首先将聚乙烯吡咯烷酮加入到盛有N,N-二甲基乙酰胺溶剂的容器中，并将容器置于磁力搅拌器上，开启搅拌器加热开关，使容器中N,N-二甲基乙酰胺溶剂的温度由室温升高至80℃，同时开启磁力搅拌开关，搅拌溶液使聚乙烯吡咯烷酮溶解后，再加入平均粒径为0.1mm的聚偏氟乙烯粉末，在80℃下继续磁力搅拌4h，确保加入的聚偏氟乙烯粉末全部溶解后，将溶液温度降至50℃，并缓慢磁力搅拌2h，即制备了聚偏氟乙烯微滤分离膜制备所用的铸液；b、将制得的铸液倒在光滑洁净的玻璃板上，用玻璃棒轻轻推动铸液使其在玻璃板上形成均一液态薄层，之后将载有液态薄层的玻璃板完全浸没在冷凝浴溶液中，冷凝浴溶液是体积分数为5‰的N,N-二甲基乙酰胺去离子水溶液，冷凝浴溶液温度为40～50℃，待玻璃板上液态薄层凝胶化成膜并自动从玻璃板上脱离后，将薄膜用去离子水浸泡24h，之后将其从去离子水中取出并用去离子水洗净；②聚偏氟乙烯分离膜的碱化处理：将步骤①的聚偏氟乙烯微滤分离膜置于质量浓度为24％的氢氧化钠溶液中，室温浸泡15min，之后将分离膜从氢氧化钠溶液中取出，用去离子水反复冲洗，直至冲洗水的pH值为中性；③聚偏氟乙烯分离膜的粉碎处理：用剪刀将烘干后且经碱化处理的聚偏氟乙烯分离膜裁剪成平均尺寸为5mm的碎屑；(2)制备α-二氧化锰-氧化石墨-聚偏氟乙烯耐磨减摩复合材料所用复合物微粒的制备①氧化石墨-聚偏氟乙烯复合物的制备：a、按N,N-二甲基甲酰胺：氧化石墨粉末：聚偏氟乙烯分离膜碎屑的质量比为100：3～4.2：18～20的比例，将平均粒径为20μm的氧化石墨粉末加入到盛有N,N-二甲基甲酰胺的容器中，用保鲜膜密封容器口并将容器置于超声波处理器中进行超声波处理2h，超声波频率为40kHz，超声波水浴的温度为20～30℃；然后将容器从超声波处理器中取出，置于磁力搅拌器上，相继开启搅拌器加热和磁力搅拌开关，搅拌溶液保证氧化石墨在N,N-二甲基甲酰胺中均匀分散，同时使容器中N,N-二甲基甲酰胺溶剂的温度由室温升高至80℃；之后将步骤(1)的聚偏氟乙烯分离膜碎屑加入到容器中，在80℃下继续磁力搅拌4h，确保加入的聚偏氟乙烯分离膜碎屑全部溶解后，将溶液温度降至50℃，并缓慢磁力搅拌2h得到悬浮溶液；b、将悬浮溶液平稳地倒在干净的玻璃板上，用玻璃棒轻轻推动悬浮溶液使其在玻璃板上形成均一液态薄层，之后将载有液态薄层的玻璃板置于烘箱中进行烘干处理，烘干温度为80℃；待液态薄层近干时，将玻璃板从烘箱中取出并将其瞬时浸没到温度为40～50℃自来水中，20～30min后将薄膜从玻璃板上揭下来并用去离子水冲洗干净，之后将其置于烘箱中于80℃温度下烘干；c、将烘干后的薄膜从烘箱中取出，并用粉碎机将其粉碎成平均尺寸为2mm的碎屑，即得氧化石墨-聚偏氟乙烯复合物；②α-二氧化锰-氧化石墨-聚偏氟乙烯复合物的制备按去离子水：硫酸锰：氧化石墨-聚偏氟乙烯复合物：高锰酸钾的质量比为10:0.5～1：1～1.5:0.5～1的比例，将硫酸锰固体粉末加入到盛有去离子水的容器中，室温下磁力搅拌使硫酸锰固体粉末溶解后，将氧化石墨-聚偏氟乙烯复合物加入到硫酸锰水溶液中，并将此溶液超声处理20～30min，超声波频率为40kHz，超声波水浴的温度为20～30℃；然后向混合溶液中加入高锰酸钾固体粉末，室温下搅拌使高锰酸钾固体溶解后，将混合溶液转移到容积为25mL、内衬层为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋来洲，张英莉，沈琳，杨育林，梁丽芬，闫佳芸，康宁，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13