一种低摩擦自润滑织物衬垫及其制备方法、一种摩擦部件的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低摩擦自润滑织物衬垫及其制备方法、一种摩擦部件的制备方法，属于复合材料技术领域。本发明专利技术将3,4‑二羟苯乙胺和三(羟基甲基)氨基甲烷溶解于水中，得到预处理液；将纤维织物在所述预处理液中浸渍后，经第一干燥，得到预处理纤维织物；将聚四氟乙烯颗粒和纳米金刚石分散于有机溶剂中，然后经球磨，得到填料分散液；将酚醛树脂、六次甲基四胺和有机溶剂混合，得到酚醛树脂胶液；将填料分散液和酚醛树脂胶液混合，得到涂覆液；将涂覆液涂覆于预处理纤维织物上，经第二干燥，得到低摩擦自润滑织物衬垫前驱体，再经热压成型，得到低摩擦自润滑织物衬垫。本发明专利技术提供的方法所得低摩擦自润滑织物衬垫具有优异的摩擦性能。

【技术实现步骤摘要】
一种低摩擦自润滑织物衬垫及其制备方法、一种摩擦部件的制备方法
本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及一种低摩擦自润滑织物衬垫及其制备方法、一种摩擦部件的制备方法。
技术介绍
润滑材料在航空航天等关键零部件中往往体现出举足轻重的作用，而自润滑关节轴承以其自身结构和性能的优异性而得到广泛应用。特别是在航空航天装备中，自润滑关节轴承因相比于传统的滚动轴承具有结构简单、免维护、无需添加润滑剂等优点，而备受青睐。自润滑织物衬垫决定着自润滑关节轴承的运动状态和服役寿命，是自润滑关节轴承的重要部件。自润滑织物衬垫通常由纤维织物改性制备而成，由于纤维织物的承载能力较小，因此需要通过改性来提高其承载能力。通常的改性方法为在纤维织物中浸渍承载相，以提高其承载能力。但是承载相的加入，往往会降低纤维织物的摩擦性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低摩擦自润滑织物衬垫及其制备方法、一种摩擦部件的制备方法，本专利技术提供的低摩擦自润滑织物衬垫具有优异的摩擦性能，与纤维织物的摩擦性能相当甚至更优。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低摩擦自润滑织物衬垫的制备方法，包括如下步骤：将3,4-二羟苯乙胺和三(羟基甲基)氨基甲烷溶解于水中，得到预处理液；将纤维织物在所述预处理液中浸渍后，经第一干燥，得到预处理纤维织物；将聚四氟乙烯颗粒和纳米金刚石分散于有机溶剂中，然后经球磨，得到填料分散液；将酚醛树脂、六次甲基四胺和有机溶剂混合，得到酚醛树脂胶液；将所述填料分散液和酚醛树脂胶液混合，得到涂覆液；所述聚四氟乙烯颗粒包括微米级聚四氟乙烯颗粒和纳米级聚四氟乙烯颗粒；将所述涂覆液涂覆于所述预处理纤维织物上，然后经第二干燥，得到低摩擦自润滑织物衬垫前驱体；将所述低摩擦自润滑织物衬垫前驱体进行热压成型，得到低摩擦自润滑织物衬垫。优选地，所述微米级聚四氟乙烯颗粒和纳米级聚四氟乙烯颗粒的质量比为1～4:1；所述微米级聚四氟乙烯颗粒的粒径为5～45μm，所述纳米级聚四氟乙烯颗粒的粒径为10～30nm；所述纳米金刚石的粒径≤20nm。优选地，所述纤维织物为聚四氟乙烯纤维和聚对苯二甲酰间苯二胺纤维按等重量比混纺的混纺布。优选地，所述聚四氟乙烯颗粒的质量占酚醛树脂的质量的10～65％，所述纳米金刚石的质量占酚醛树脂的质量的0.5～1.5％，所述六次甲基四胺的质量占酚醛树脂的质量的10～15％；所述涂覆液的固含量为15～40％。优选地，所述涂覆的量以所述预处理纤维织物的增重量计为20～85％。优选地，所述3,4-二羟苯乙胺和三(羟基甲基)氨基甲烷的质量比为4～8:3，所述预处理液中3,4-二羟苯乙胺和三(羟基甲基)氨基甲烷的总的质量与水的质量之比为1:8～12。优选地，所述热压成型的压力为0.1～0.6MPa，温度为100～180℃，保温保压时间为2～8h。本专利技术还提供了上述技术方案所述的制备方法得到的低摩擦自润滑织物衬垫，包括纤维织物、聚四氟乙烯颗粒、纳米金刚石和固化的酚醛树脂，固化的酚醛树脂粘附在纤维织物表面，所述聚四氟乙烯颗粒和纳米金刚石分散于固化的酚醛树脂中，所述聚四氟乙烯颗粒包括微米级聚四氟乙烯颗粒和纳米级聚四氟乙烯颗粒。本专利技术还提供了一种摩擦部件的制备方法，将上述技术方案所述的低摩擦自润滑织物衬垫制备在摩擦基体上，具体包括如下步骤：制备低摩擦自润滑织物衬垫前驱体；将所述低摩擦自润滑织物衬垫前驱体粘附在摩擦部件基体上，进行热压成型，得到摩擦部件。优选地，所述摩擦部件基体具有微织构化表面。本专利技术通过在3,4-二羟苯乙胺和三(羟基甲基)氨基甲烷的水溶液中浸渍纤维织物，3,4-二羟苯乙胺和三(羟基甲基)氨基甲烷在纤维表面生成聚多巴胺，从而使纤维表面存在大量羟基，使纤维表面具有一定的粘结性，能够将聚四氟乙烯颗粒和纳米金刚石粘附于纤维织物表面，以提高纤维织物的润滑性，同时对纤维织物的改性，还能避免涂覆液的渗透，避免自润滑织物衬垫与基体的粘结性下降，延长自润滑织物衬垫的使用寿命；纳米金刚石作为承载相，能够提高耐磨性，同时还具有自润滑性，且由于聚四氟乙烯颗粒具有层状结构，纳米金刚石和聚四氟乙烯颗粒结合，能够在摩擦副之间很好的构筑“滚珠效应”，从而减小摩擦副间的摩擦力；此外，纳米金刚石的抛光作用可有效避免纤维织物中聚四氟乙烯颗粒的剥离；另外，微米级颗粒和纳米级颗粒结合，能够使更多的聚四氟乙烯颗粒负载在纤维织物表面，有利于进一步提高摩擦性能。实验结果表明，本专利技术所提供的制备方法所得低摩擦自润滑织物衬垫的摩擦系数与纤维织物相当，摩擦系数为0.18～0.23。附图说明图1实施例3所用混纺布和所得低摩擦自润滑织物衬垫的表面形貌图；图2为实施例4～6的基体的表面形貌图。具体实施方式本专利技术提供了一种低摩擦自润滑织物衬垫的制备方法，包括如下步骤：将3,4-二羟苯乙胺和三(羟基甲基)氨基甲烷溶解于水中，得到预处理液；将纤维织物在所述预处理液中浸渍后，经第一干燥，得到预处理纤维织物；将聚四氟乙烯(PTFE)颗粒和纳米金刚石分散于有机溶剂中，然后经球磨，得到填料分散液；将酚醛树脂、六次甲基四胺和有机溶剂混合，得到酚醛树脂胶液；将所述填料分散液和酚醛树脂胶液混合，得到涂覆液；所述聚四氟乙烯颗粒包括微米级聚四氟乙烯颗粒和纳米级聚四氟乙烯颗粒；将所述涂覆液涂覆于所述预处理纤维织物上，然后经第二干燥，得到低摩擦自润滑织物衬垫前驱体；将所述低摩擦自润滑织物衬垫前驱体进行热压成型，得到低摩擦自润滑织物衬垫。本专利技术将3,4-二羟苯乙胺和三(羟基甲基)氨基甲烷溶解于水中，得到预处理液。在本专利技术中，所述3,4-二羟苯乙胺和三(羟基甲基)氨基甲烷的质量比优选为4～8:3，所述预处理液中3,4-二羟苯乙胺和三(羟基甲基)氨基甲烷的总的质量与水的质量之比优选为1:8～12，更优选为1:10。在本专利技术中，上述比例能够得到合适的pH值，有利于聚多巴胺的生成。得到预处理液后，本专利技术将纤维织物在所述预处理液中浸渍后，经第一干燥，得到预处理纤维织物。在本专利技术中，所述纤维织物优选为聚四氟乙烯纤维和聚对苯二甲酰间苯二胺纤维按等重量比混纺的混纺布，厚度优选为0.05～1.00mm。在本专利技术中，所述浸渍优选在室温(即不需要额外的加热或冷却)进行，所述浸渍的时间优选为15～60min，更优选为30～60min，最优选为60min；所述浸渍优选为将所述纤维织物完全浸没于所述预处理液中，以达到充分渗透。在本专利技术中，所述浸渍过程中，3,4-二羟苯乙胺和三(羟基甲基)氨基甲烷在纤维织物的纤维表面生成聚多巴胺，使得纤维表面分布有大量羟基，提高了纤维的粘结性，同时还能阻止后续涂覆液渗透，避免自润滑织物衬垫与基体的粘结性下降。本专利技术对所述第一干燥的方式和条件没有特殊限定，能够得到恒重的产品即可。在本专利技术实施例中，所述第一干燥优选在鼓风烘箱中进行，所述第一干本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低摩擦自润滑织物衬垫的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n将3,4-二羟苯乙胺和三(羟基甲基)氨基甲烷溶解于水中，得到预处理液；将纤维织物在所述预处理液中浸渍后，经第一干燥，得到预处理纤维织物；/n将聚四氟乙烯颗粒和纳米金刚石分散于有机溶剂中，然后经球磨，得到填料分散液；将酚醛树脂、六次甲基四胺和有机溶剂混合，得到酚醛树脂胶液；将所述填料分散液和酚醛树脂胶液混合，得到涂覆液；所述聚四氟乙烯颗粒包括微米级聚四氟乙烯颗粒和纳米级聚四氟乙烯颗粒；/n将所述涂覆液涂覆于所述预处理纤维织物上，然后经第二干燥，得到低摩擦自润滑织物衬垫前驱体；/n将所述低摩擦自润滑织物衬垫前驱体进行热压成型，得到低摩擦自润滑织物衬垫。/n

【技术特征摘要】
1.一种低摩擦自润滑织物衬垫的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将3,4-二羟苯乙胺和三(羟基甲基)氨基甲烷溶解于水中，得到预处理液；将纤维织物在所述预处理液中浸渍后，经第一干燥，得到预处理纤维织物；
将聚四氟乙烯颗粒和纳米金刚石分散于有机溶剂中，然后经球磨，得到填料分散液；将酚醛树脂、六次甲基四胺和有机溶剂混合，得到酚醛树脂胶液；将所述填料分散液和酚醛树脂胶液混合，得到涂覆液；所述聚四氟乙烯颗粒包括微米级聚四氟乙烯颗粒和纳米级聚四氟乙烯颗粒；
将所述涂覆液涂覆于所述预处理纤维织物上，然后经第二干燥，得到低摩擦自润滑织物衬垫前驱体；
将所述低摩擦自润滑织物衬垫前驱体进行热压成型，得到低摩擦自润滑织物衬垫。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微米级聚四氟乙烯颗粒和纳米级聚四氟乙烯颗粒的质量比为1～4:1；所述微米级聚四氟乙烯颗粒的粒径为5～45μm，所述纳米级聚四氟乙烯颗粒的粒径为10～30nm；所述纳米金刚石的粒径≤20nm。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维织物为聚四氟乙烯纤维和聚对苯二甲酰间苯二胺纤维按等重量比混纺的混纺布。


4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯颗粒的质量占酚醛树脂的质量的10～65％，所述纳米金刚石的质量占酚醛树脂的质量的0.5～1.5％，所述六次甲基四胺的质量占酚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王廷梅，段春俭，王齐华，陶立明，
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