一种杂化自润滑微胶囊及其制备方法、自润滑复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种杂化自润滑微胶囊及其制备方法、自润滑复合材料及其制备方法，属于自润滑材料技术领域。本发明专利技术的杂化自润滑微胶囊由有机相和水相经溶剂蒸发法制备得到：所述有机相包括聚砜、润滑油和二氯甲烷；所述水相包括离子型分散剂、聚乙烯吡咯烷酮、改性固体润滑剂和水；所述改性固体润滑剂为经硅烷偶联剂改性的固体润滑剂，所述固体润滑剂为石墨或者二硫化钼。本发明专利技术采用离子型分散剂作为主分散剂，聚乙烯吡咯烷酮和改性固体润滑剂作为辅助分散剂，辅助分散剂的使用减小了离子型分散剂的使用量；同时，改性固体润滑剂还作为微胶囊的壁材，提高了杂化自润滑微胶囊在树脂基体中的分散性，提高了自润滑复合材料的力学性能。

A hybrid self-lubricating microcapsule and its preparation method, self-lubricating composite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种杂化自润滑微胶囊及其制备方法、自润滑复合材料及其制备方法
本专利技术涉及自润滑材料
，尤其涉及一种杂化自润滑微胶囊及其制备方法、一种自润滑复合材料及其制备方法。
技术介绍
由于自润滑材料在没有外界润滑的支持下，能够连续稳定地实现良好的润滑效果，所以自润滑材料在工业、交通业、航空航天等领域被广泛应用。目前，大量专利报道了自润滑聚合物材料的应用，例如：专利CN200910308677.0公开了一种轴承保持架材料及其制备方法，专利CN201410542228.3公开了轴承酚醛树脂胶布保持架与铝片粘接的方法，专利CN201510466829.5公开了一种聚醚醚酮改性聚四氟乙烯自润滑复合材料的制备方法。自润滑微胶囊材料作为一种新兴润滑材料，因其制备工艺简单，成本低廉，应用范围广，润滑效果良好而具有广泛应用。目前最常用的可工业化的制备方法为溶剂蒸发法，通过将壁材和芯材溶于有机相，分散于水相中，蒸发有机相形成微胶囊。采用溶剂蒸发法制备含油微胶囊时，较多采用聚乙烯醇和明胶作为分散剂，不仅后处理得到微胶囊困难，而且制备的自润滑微胶囊应用于复合材料制备时容易分散不均，使复合材料分层产生上层聚集区和下层匮乏区，降低复合材料的性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种杂化自润滑微胶囊及其制备方法、一种自润滑复合材料及其制备方法。本专利技术提供的杂化自润滑微胶囊在树脂基体中分散性好，有利于提高自润滑复合材料的力学性能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种杂化自润滑微胶囊，由有机相和水相经溶剂蒸发法制备得到：所述有机相包括聚砜、润滑油和二氯甲烷；所述水相包括离子型分散剂、聚乙烯吡咯烷酮、改性固体润滑剂和水；所述改性固体润滑剂为经硅烷偶联剂改性的固体润滑剂，所述固体润滑剂为石墨或者二硫化钼；所述杂化自润滑微胶囊的囊芯为润滑油；所述杂化自润滑微胶囊的囊壁为聚砜和改性固体润滑剂。优选地，所述固体润滑剂的粒径为1～30μm。优选地，所述固体润滑剂与硅烷偶联剂的质量比为10～15:2～4。优选地，所述聚砜、润滑油和二氯甲烷的质量比为1.0:1.0～2.0:20.0～35.0。优选地，所述离子型分散剂、聚乙烯吡咯烷酮、改性固体润滑剂和水的质量比为1～2:0.1～0.5:1～2:100。优选地，所述有机相和水相的体积比为1:2.0～5.0。本专利技术还提供了上述技术方案所述的杂化自润滑微胶囊的制备方法，包括以下步骤：将聚砜、润滑油和二氯甲烷混合，得到有机相；将离子型分散剂、聚乙烯吡咯烷酮、改性固体润滑剂和水混合，得到水相；将所述有机相和水相混合，将所得混合液分散、搅拌、静置和抽滤，得到所述杂化自润滑微胶囊。本专利技术还提供了一种自润滑复合材料，包括以下重量份数的组分：环氧树脂60～80份，上述技术方案所述的杂化自润滑微胶囊或上述技术方案所述的制备方法得到的杂化自润滑微胶囊20～40份，固化剂；所述固化剂的质量为环氧树脂质量的30～40％。本专利技术还提供了上述技术方案所述的自润滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：将环氧树脂、杂化自润滑微胶囊和固化剂混合，依次进行预固化和固化，得到所述自润滑复合材料。优选地，所述预固化的温度为80～100℃，时间为1～3h；所述固化的温度为110～130℃，时间为8～12h。本专利技术提供了一种杂化自润滑微胶囊，由有机相和水相经溶剂蒸发法制备得到：所述有机相包括聚砜、润滑油和二氯甲烷；所述水相包括离子型分散剂、聚乙烯吡咯烷酮、改性固体润滑剂和水；所述改性固体润滑剂为经硅烷偶联剂改性的固体润滑剂，所述固体润滑剂为石墨或者二硫化钼；所述杂化自润滑微胶囊的囊芯为润滑油；所述杂化自润滑微胶囊的囊壁为聚砜和改性固体润滑剂。本专利技术采用离子型分散剂作为主分散剂，聚乙烯吡咯烷酮和改性固体润滑剂作为辅助分散剂，辅助分散剂的使用减小了离子型分散剂的使用量；同时，改性固体润滑剂还作为微胶囊的壁材，由于改性固体润滑剂的密度较大，使杂化自润滑微胶囊的密度，相比普通的微胶囊(芯材为润滑油、壁材为聚砜的微胶囊)大，提高了杂化自润滑微胶囊在树脂基体中的分散性，提高了自润滑复合材料的力学性能。实施例的数据表明：本专利技术提供的自润滑复合材料的摩擦系数为0.0107～0.3830，弯曲强度为46～82N/mm2。本专利技术还提供了上述技术方案所述的杂化自润滑微胶囊的制备方法，本专利技术提供的制备方法简单，且后处理的方法也相对比较简单。本专利技术提供了一种自润滑复合材料，由于其采用了上述技术方案所述的在树脂基体中分散性好的杂化自润滑微胶囊，所以该自润滑复合材料具有优异的力学性能。附图说明图1为实施例2所得自润滑复合材料中微胶囊的分布情况；图2为对比例2所得自润滑复合材料中微胶囊的分布情况。具体实施方式本专利技术提供了一种杂化自润滑微胶囊，由有机相和水相经溶剂蒸发法制备得到：所述有机相包括聚砜、润滑油和二氯甲烷；所述水相包括离子型分散剂、聚乙烯吡咯烷酮、改性固体润滑剂和水；所述改性固体润滑剂为经硅烷偶联剂改性的固体润滑剂，所述固体润滑剂为石墨或者二硫化钼；所述杂化自润滑微胶囊的囊芯为润滑油，所述杂化自润滑微胶囊的囊壁为聚砜和改性固体润滑剂。在本专利技术中，所述杂化自润滑微胶囊的囊芯为润滑油，所述杂化自润滑微胶囊的囊壁为聚砜和改性固体润滑剂。在本专利技术中，所述杂化自润滑微胶囊的粒径优选为5～50μm，所述杂化自润滑微胶囊中润滑油的含量优选为50～70wt.％。在本专利技术中，所述有机相和水相的体积比优选为1:2.0～5.0，进一步优选为1:3.0～4.0。制备本专利技术提供的杂化自润滑微胶囊的原料包括有机相；所述有机相包括聚砜、润滑油和二氯甲烷；所述聚砜、润滑油和二氯甲烷的质量比优选为1.0:1.0～2.0:20.0～35.0，进一步优选为1.0:1.2～1.8:25.0～30.0，更优选为1.0:1.4～1.6:25.0～30.0。在本专利技术中，所述润滑油优选为飞马二号、PAO10或PAO4。制备本专利技术提供的杂化自润滑微胶囊的原料包括水相；所述水相包括离子型分散剂、聚乙烯吡咯烷酮、改性固体润滑剂和水；所述离子型分散剂、聚乙烯吡咯烷酮、改性固体润滑剂和水的质量比优选为1～2:0.1～0.5:1～2:100，进一步优选为1.2～1.8:0.2～0.4:1.2～1.8:100，更优选为1.4～1.6:0.3:1.4～1.6:100。在本专利技术中，所述离子型分散剂优选为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种；当所述离子型分散剂为混合物时，本专利技术对所述混合物中各物质的重量比不做具体限定，任意重量比均可。在本专利技术中，所述改性固体润滑剂为经硅烷偶联剂改性的固体润滑剂；所述固体润滑剂与硅烷偶联剂的质量比优选为10～15:2～4，进一步优选为10～15:3。在本专利技术中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种杂化自润滑微胶囊，其特征在于，由有机相和水相经溶剂蒸发法制备得到：/n所述有机相包括聚砜、润滑油和二氯甲烷；所述水相包括离子型分散剂、聚乙烯吡咯烷酮、改性固体润滑剂和水；/n所述改性固体润滑剂为经硅烷偶联剂改性的固体润滑剂，所述固体润滑剂为石墨或者二硫化钼；/n所述杂化自润滑微胶囊的囊芯为润滑油；所述杂化自润滑微胶囊的囊壁为聚砜和改性固体润滑剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种杂化自润滑微胶囊，其特征在于，由有机相和水相经溶剂蒸发法制备得到：
所述有机相包括聚砜、润滑油和二氯甲烷；所述水相包括离子型分散剂、聚乙烯吡咯烷酮、改性固体润滑剂和水；
所述改性固体润滑剂为经硅烷偶联剂改性的固体润滑剂，所述固体润滑剂为石墨或者二硫化钼；
所述杂化自润滑微胶囊的囊芯为润滑油；所述杂化自润滑微胶囊的囊壁为聚砜和改性固体润滑剂。


2.根据权利要求1所述的杂化自润滑微胶囊，其特征在于，所述固体润滑剂的粒径为1～30μm。


3.根据权利要求1或2所述的杂化自润滑微胶囊，其特征在于，所述固体润滑剂与硅烷偶联剂的质量比为10～15:2～4。


4.根据权利要求1所述的杂化自润滑微胶囊，其特征在于，所述聚砜、润滑油和二氯甲烷的质量比为1.0:1.0～2.0:20.0～35.0。


5.根据权利要求1所述的杂化自润滑微胶囊，其特征在于，所述离子型分散剂、聚乙烯吡咯烷酮、改性固体润滑剂和水的质量比为1～2:0.1～0.5:1～2:100。


6.根据权利要求1或4或5所述的杂化自润...

【专利技术属性】
技术研发人员：王廷梅，邵明超，王超，王齐华，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62