含油微胶囊的制备方法及其应用技术

本发明专利技术提出了含油微胶囊的制备方法及其应用，该方法包括：将二氧化硅空心微球置于基础油中进行真空浸渍处理，所述空心微球包括壳体，所述壳体限定出所述空心微球的容纳空间，以便使所述基础油浸入到所述容纳空间内；将真空浸渍处理产物进行抽滤处理，以便获得滤饼；将所述滤饼进行干燥处理，以便获得所述含油微胶囊；其中，所述真空浸渍处理是在绝对压力为10

Preparation and application of oil-containing microcapsules

The preparation method and application of oil-containing microcapsules are proposed. The method includes: putting silica hollow microspheres in base oil for vacuum impregnation treatment, the hollow microspheres include a shell, which limits the space of the hollow microspheres so as to immerse the base oil into the space, and pumping and filtering the vacuum impregnation treatment products. In order to obtain filter cake, the filter cake is dried to obtain the oil-containing microcapsule, in which the vacuum impregnation treatment is at absolute pressure of 10.

【技术实现步骤摘要】
含油微胶囊的制备方法及其应用
本专利技术涉及材料
，具体地，本专利技术涉及含油微胶囊的制备方法及其应用，更具体地，本专利技术涉及含油微胶囊的制备方法、自润滑复合材料的制备方法以及自润滑复合材料。
技术介绍
自润滑材料的独特之处在于其自身含有一定的润滑剂组份，结构简单、寿命长、免维护，能够在干摩擦(指非供油脂润滑)或少油润滑条件下稳定可靠地工作，能满足现代高精尖设备对负荷、速度和环境介质的多种需要，具有广泛的应用前景。自润滑材料技术是目前润滑技术的发展趋势，机械强度高和摩擦性能好的自润滑复合材料的开发成为摩擦学领域的重要热点。聚合物基自润滑复合材料以其重量轻、成型性好等优点也受到此领域研发人员的广泛关注。环氧树脂及其复合材料被广泛应用于电力、电子系统以及汽车零部件、飞机部件、防护涂料等各种应用领域，已经成为了航空结构材料的第四大类材料(前三类为铝合金、钢、钛合金)。虽然环氧树脂有许多众所周知的优点，包括高韧性、高附着力、耐高低温、耐化学腐蚀、低收缩、易制造等，但由于其不良的摩擦学性能，在许多领域的应用均受到很大的限制。因此，诸多研究者们展开了改善环氧基复合材料摩擦学性能的研究。其改善方式主要是在树脂基底中添加碳纳米管、石墨、石墨烯、氧化铝、二氧化硅等固体润滑剂或固体颗粒提高减摩、抗磨性能，但固体润滑剂的摩擦系数一般比液体润滑剂大50-100倍，同时存在用量大、不易分散、价格高等不足。因此，环氧树脂自润滑复合材料的制备方法还需进一步研究开发。
技术实现思路
本申请是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识作出的：环氧树脂复合材料存在摩擦学性能较差的缺点，为了改善其摩擦学性能，可以将含油微胶囊添加到环氧树脂基底中，从而制备获得环氧树脂自润滑复合材料。摩擦过程中，该环氧树脂自润滑复合材料中的含油微胶囊的外壳在外部刺激下会发生破损，导致其内部的润滑油溢出，从而实现润滑。然而，现有的含油微胶囊的制备方法(包括化学法、物理法和物理化学法，其中最常用的是化学法，具体包括原位聚合法、界面聚合法、乳液聚合法)均较为复杂，生产成本较高。另外，利用现有方法获得的含油微胶囊制备的复合材料，力学性能会显著下降。基于上述问题，专利技术人经过大量的实验探究，采用商用空心二氧化硅作为微胶囊壳材，利用真空浸渍法将润滑油存储到空心二氧化硅内部作为芯材，从而制备获得含油微胶囊。该方法工艺简单，生产成本低，且利用该方法获得的含油微胶囊制备的自润滑复合材料，在保证了力学强度的基础上具有优异的摩擦学性能。为此，在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种含油微胶囊的制备方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：将二氧化硅空心微球置于基础油中进行真空浸渍处理，所述空心微球包括壳体，所述壳体限定出所述空心微球的容纳空间，以便使所述基础油浸入到所述容纳空间内；将真空浸渍处理产物进行抽滤处理，以便获得滤饼；将所述滤饼进行干燥处理，以便获得所述含油微胶囊；其中，所述真空浸渍处理是在绝对压力为102～104Pa，如103Pa的条件下进行5～15h，如6、7、8、9、10、11、12、13或14h。专利技术人发现，若真空浸渍处理的压力过大或时间过短，所述基础油无法充分浸入到所述二氧化硅空心微球的容纳空间内；若真空浸渍处理的压力过小或时间过长，浸渍效率降低，生产成本升高。所述真空浸渍处理在上述条件下进行时，所述基础油可以充分浸入到所述容纳空间内，同时生产效率较高，生产成本较低。进而，利用根据本专利技术实施例的方法获得的含油微胶囊制备的自润滑复合材料，在保证了力学性能的基础上具有优异的摩擦学性能。根据本专利技术的实施例，上述方法还可进一步包括如下附加技术特征至少之一：根据本专利技术的实施例，所述基础油为PAO4～PAO60或合成脂。根据本专利技术的实施例，所述基础油在所述含油微胶囊中的质量分数为30～60％，如为35、40、45、45.4、50或55％。由此，根据本专利技术实施例的方法获得的含油微胶囊的含油量高，进而，利用根据本专利技术实施例的方法获得的含油微胶囊制备的自润滑复合材料，摩擦学性能更优。根据本专利技术的实施例，所述二氧化硅空心微球的粒径为0.5～500μm。根据本专利技术的实施例，所述壳体的厚度为1～10μm。根据本专利技术的实施例，所述抽滤处理后、干燥处理前，进一步包括将所述滤饼通过酒精进行洗涤处理。进而，可以除去所述二氧化硅空心微球外表面的基础油，有利于后续自润滑复合材料的制备。根据本专利技术的实施例，所述二氧化硅空心微球预先在鼓风干燥箱中干燥至恒重。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种自润滑复合材料的制备方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：将依据上述任一项所述的方法制备的含油微胶囊与环氧树脂进行混合和常温固化处理，以便获得所述复合材料；其中，所述含油微胶囊在混合和常温固化处理体系中的质量分数为5～40％，如为7、10、15、20、25、30、35或38％，如为10～30％。需要说明的是，所述质量分数是指制备所述自润滑复合材料时，添加的所述含油微胶囊在添加的所有原料中的质量分数。另外，本专利技术中的常温为20～30℃，如25℃。专利技术人发现，相比于没有添加所述含油微胶囊的自润滑复合材料，若添加的所述含油微胶囊的质量分数过高，制备的自润滑复合材料的力学性能会显著降低，同时摩擦学性能提高较少；若添加的所述含油微胶囊的质量分数过低，制备的自润滑复合材料的摩擦学性能较差，提高较少，同时力学性能也提高较少。所述含油微胶囊的质量分数为5～40％时，根据本专利技术实施例的方法制备获得的自润滑复合材料，在保证了力学性能的基础上具有优异的摩擦学性能。根据本专利技术的实施例，上述方法还可进一步包括如下附加技术特征至少之一：根据本专利技术的实施例，所述含油微胶囊在混合和常温固化处理体系中的质量分数为10～30％。所述含油微胶囊的质量分数为10～30％时，根据本专利技术实施例的方法制备获得的自润滑复合材料的摩擦系数为0.120～0.140，如为0.127或0.137；表面硬度不低于19.0HV，可高达20.4HV；抗压强度不低于53.0MPa，可高达60.4MPa；抗拉强度不低于8.5MPa，可高达9.7MPa，力学性能和摩擦学性能更优。根据本专利技术的实施例，所述常温固化处理是在固化剂存在的条件下进行的。进而，固化效率更高。根据本专利技术的实施例，所述常温固化处理的时间为1～16h，如为2、4、6、8、10、12或14h。专利技术人发现，若所述固化处理的时间过长，固化效率降低；若所述固化处理的时间过短，无法充分固化形成所述自润滑复合材料或形成的所述自润滑复合材料的力学性能降低。由此，所述常温固化处理的时间为1～16h时，固化效率更高，固化效果更好，固化形成的所述自润滑复合材料的力学性能更优。根据本专利技术的实施例，所述固化剂在所述混合和常温固化处理体系中的质量分数为20～30％，如为22、24、26或28％。需要说明的是，所述质量分数是指制备所述自润滑复合材料时，添加的所述固化剂在添加的所有原料中的质量分数。专利技术人发现，若添加的所述固化剂的质量分数过高，不仅固化效率无法进一步提高，而且造成原料的浪费，另外固化形成的自润滑复合材料的力学性能降低；若添加的所述固化剂的质量分数过低，不仅固化效率降低，而且无法充分固化形成所述自润滑复合材料或形成的所述自润滑复合材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含油微胶囊的制备方法，其特征在于，包括：将二氧化硅空心微球置于基础油中进行真空浸渍处理，所述空心微球包括壳体，所述壳体限定出所述空心微球的容纳空间，以便使所述基础油浸入到所述容纳空间内；将真空浸渍处理产物进行抽滤处理，以便获得滤饼；将所述滤饼进行干燥处理，以便获得所述含油微胶囊；其中，所述真空浸渍处理是在绝对压力为10

【技术特征摘要】
1.一种含油微胶囊的制备方法，其特征在于，包括：将二氧化硅空心微球置于基础油中进行真空浸渍处理，所述空心微球包括壳体，所述壳体限定出所述空心微球的容纳空间，以便使所述基础油浸入到所述容纳空间内；将真空浸渍处理产物进行抽滤处理，以便获得滤饼；将所述滤饼进行干燥处理，以便获得所述含油微胶囊；其中，所述真空浸渍处理是在绝对压力为102～104Pa的条件下进行5～15h。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基础油为PAO4～PAO60或合成脂；任选地，所述基础油在所述含油微胶囊中的质量分数为30～60％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二氧化硅空心微球的粒径为0.5～500μm；任选地，所述壳体的厚度为1～10μm。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抽滤处理后、干燥处理前，进一步包括将所述滤饼通过酒精进行洗涤处理；任选地，所述二氧化硅空心微球预先在鼓风干燥箱中干燥至恒重。5.一种自润滑复合材料的制备方法，其特征在于，包括：将依据权利要求1～4任一项所述的方法制备的含油微胶囊与环氧树脂进行混合和常温固化处理，以便获得所述复合材料；其中，所述含油微胶囊在混合和常温固化处理体系中的质量分数为5～40％。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述含油微胶囊在混合和常温固化处理体系中的质量分数为10～30％；任选地，所述常温固化处理是在固化剂存在的条件下进行的；任选地，所述常温固化处理的时间为1～16h；任选地，所述固化剂在所述混合和常温固化处理体系中的质量分数为20～30％。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述固化剂包括选自羟基苯磺酸、氨乙基哌嗪AE、4,4'-二氨基二苯砜、二乙烯三胺的至少之一。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述环氧树脂包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小磊，张晨辉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11