本发明专利技术公开了一种纳米氮化钛填充的聚醚醚酮复合润滑材料，是将聚醚醚酮（95~99 wt.%）和纳米氮化钛（1~5 wt.%）超声搅拌分散于工业酒精中配置成混合粉料后倒入模具中，在一定温度和压力下热压成型，然后经自然冷却即得。摩擦学性能测试结果显示，少量纳米氮化钛填充聚醚醚酮复合材料，即可显著改善聚合物复合材料的摩擦学性能，实现了材料低摩擦与高耐磨特性兼具，拓展了纳米氮化钛作为润滑添加剂的应用。另外，选用的纳米氮化钛粒径小，比表面积大，填充量少，成本低，制备工艺简单，为聚合物润滑材料的设计提供了新的思路。
A nano titanium nitride filled PEEK composite lubricating material and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种纳米氮化钛填充的聚醚醚酮复合润滑材料及其制备方法
本专利技术涉及一种聚醚醚酮复合材料，尤其涉及一种纳米氮化钛填充的聚醚醚酮复合润滑材料及其制备方法，属于复合材料领域和润滑材料
技术介绍
聚醚醚酮是一种性能优异的结晶型热塑性工程塑料，具有耐高温、耐化学品腐蚀、抗蠕变以及优异的电绝缘性能等。但是，纯的聚醚醚酮材料摩擦系数大、抗磨损性能差，难以满足使用要求。在实际应用中采用聚醚醚酮作为树脂基体，填充固体润滑剂、纳米功能填料等进行改性，制备低摩擦、高耐磨聚合物自润滑复合材料。纳米功能填料具有小尺寸效应，少量合适纳米粒子填充聚合物即可显著改善摩擦学性能，并且其填充后在摩擦面一般不会发生磨粒磨损，不会损伤对偶表面。此外，在磨损表面脱落的纳米粒子还可以发挥“类分子轴承”作用，显著降低摩擦系数。因此，纳米填充聚合物复合材料在润滑与密封领域具有广泛的应用前景。如何选择适宜的纳米粒子及最佳填充量是该类材料研发的关键。纳米氮化钛具有比表面积大，表面活性高，含氮量高（>30%），耐高温，抗氧化，硬度高，优异的吸收红外线性能（80%以上紫外光屏蔽大于85%以上），以及良好的阻隔性能和导电性，已被广泛应用于塑料工程、太阳能吸收剂、高辐射率涂层等。纳米氮化钛也可作为增强相，用于提高金属、陶瓷基体的强度和韧性。但其作为润滑减摩填料的应用，目前还没有相关专利和文献公开报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种纳米氮化钛填充的聚醚醚酮复合润滑材料及其制备方法。一、纳米氮化钛填充的聚醚醚酮复合润滑材料的制备本专利技术纳米氮化钛填充的聚醚醚酮复合润滑材料，由以下原料组份和工艺制备而成：原料组分（以质量百分数计）：聚醚醚酮95~99%，纳米氮化钛1~5%。其中所述聚醚醚酮的粒径为75~150μm；纳米氮化钛的粒径为10~30nm；制备工艺：包括以下步骤：（1）混料：先将纳米氮化钛加入工业酒精中，超声搅拌0.5~1小时，再加入聚醚醚酮，继续超声搅拌0.5~1小时，充分混合均匀后抽滤，烘干，得到混合粉料。所述超声机械搅拌中采用的超声波清洗机的功率为500W，机械搅拌速率为200rpm；（2）热压成型：将混合粉料倒入模具中热压成型。热压成型是在360~390℃，10~15MPa下保温保压120~150min；（3）冷却：采取自然冷却；先保持压力10~15MPa至温度降至340℃，再保持压力20~25MPa至温度降至280℃，然后降温直至140~150℃，脱模，即得聚醚醚酮复合润滑材料。二、纳米氮化钛填充的聚醚醚酮复合润滑材料的摩擦性能测试测试方法：GB/T3960，200N，200rpm,120min；测试结果：摩擦系数≤0.28，体积磨损率≤1×10-5mm3/N.m。摩擦学性能测试结果显示，少量纳米氮化钛填充聚醚醚酮复合材料，即可显著改善聚合物复合材料的摩擦学性能，实现了材料低摩擦与高耐磨特性兼具，拓展了纳米氮化钛作为润滑添加剂的应用。另外，选用的纳米氮化钛粒径小，比表面积大，填充量少，成本低，制备工艺简单，为聚合物润滑材料的设计提供了新的思路。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术聚醚醚酮复合润滑材料的制备及性能作进一步说明。实施例一1、原料配比：聚醚醚酮99g，纳米氮化钛1g；2、制备工艺过程：A、混料：先将纳米氮化钛加入工业酒精中，超声搅拌0.5小时，然后加入聚醚醚酮，继续超声搅拌0.5小时，充分混合均匀，然后抽滤烘干；B、热压成型：将混和好的粉料倒入模具中，热压成型是在360℃，15MPa下保温保压150min；C、冷却：自然冷却，在360℃下降340℃的过程中保持压力10MPa，在340℃下降至280℃的过程中保持压力20MPa，温度降至140℃脱模，即得；3、摩擦学性能指标：摩擦系数0.27，体积磨损率≤0.90×10-5mm3/N.m（GB/T3960，200N，200rpm，120min）。与纯的聚酰亚胺对比，摩擦系数降低15.6%，体积磨损率下降18.9%。实施例二1、原料配比：聚醚醚酮97g，纳米氮化钛3g；2、制备工艺过程：A、混料：先将纳米氮化钛加入工业酒精中，超声搅拌0.6小时，然后加入聚醚醚酮，继续超声搅拌0.6小时，充分混合均匀，然后抽滤烘干；B、热压成型：将混和好的粉料倒入模具中，热压成型是在370℃，13MPa下保温保压140min；C、冷却：自然冷却，在370℃下降340℃的过程中保持压力15MPa，在340℃下降至280℃的过程中保持压力25MPa，温度降至150℃脱模，即得；3、摩擦学性能指标：摩擦系数0.25，体积磨损率≤0.72×10-5mm3/N.m（GB/T3960，200N，200rpm，20min）。与纯的聚酰亚胺（摩擦系数0.32，体积磨损率1.11×10-5mm3/N.m）对比，摩擦系数降低21.8%，体积磨损率下降35.1%。实施例三1、原料配比：聚醚醚酮95g，纳米氮化钛5g；2、制备工艺过程：A、混料：先将纳米氮化钛加入工业酒精中，超声搅拌0.7小时，然后加入聚醚醚酮，继续超声搅拌0.7小时，充分混合均匀，然后抽滤烘干；B、热压成型：将混和好的粉料倒入模具中，热压成型是在375℃，12MPa下保温保压130min；C、冷却：自然冷却，在375℃下降340℃的过程中保持压力12MPa，在340℃下降至280℃的过程中保持压力22MPa，温度降至145℃脱模，即得；3、摩擦学性能指标：摩擦系数0.28，体积磨损率≤1.0×10-5mm3/N.m（GB/T3960，200N，200rpm，20min）。与纯的聚酰亚胺对比，摩擦系数降低12.5%，体积磨损率下降9.9%。上述各实施例中，所述聚醚醚酮的粒径为75~150μm；所述纳米氮化钛的粒径为10~30nm。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纳米氮化钛填充的聚醚醚酮复合润滑材料，由以下原料组份和工艺制备而成：/n原料组分：聚醚醚酮95~99 wt.%，纳米氮化钛1~5 wt.%；/n制备工艺：先将纳米氮化钛加入工业酒精中，超声搅拌0.5~1小时，再加入聚醚醚酮，继续超声搅拌0.5~1小时，充分混合均匀后抽滤，烘干，得到混合粉料；然后将混合粉料倒入模具中热压成型，自然冷却，脱模，聚醚醚酮复合润滑材料。/n
【技术特征摘要】
1.一种纳米氮化钛填充的聚醚醚酮复合润滑材料，由以下原料组份和工艺制备而成：
原料组分：聚醚醚酮95~99wt.%，纳米氮化钛1~5wt.%；
制备工艺：先将纳米氮化钛加入工业酒精中，超声搅拌0.5~1小时，再加入聚醚醚酮，继续超声搅拌0.5~1小时，充分混合均匀后抽滤，烘干，得到混合粉料；然后将混合粉料倒入模具中热压成型，自然冷却，脱模，聚醚醚酮复合润滑材料。
2.如权利要求1所述一种纳米氮化钛填充的聚醚醚酮复合润滑材料，其特征在于：所述聚醚醚酮的粒径为75~150μm。
3.如权利要求1所述一种纳米氮化钛填充的聚醚醚酮复合润滑材料，其特征在于：纳米氮化钛的粒...
【专利技术属性】
技术研发人员：张新瑞，李宋，王齐华，王廷梅，
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
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