一种自润滑衬垫织物及其制备方法、一种自润滑衬垫复合材料技术

本发明专利技术提供了一种自润滑衬垫织物及其制备方法、自润滑衬垫复合材料，属于功能材料技术领域。本发明专利技术在混纺纤维布中引入二氧化钛，一方面改善了混纺纤维布的自身承载问题；另一方面有效提高了纳米颗粒(银纳米片、纳米二氧化钛)与混纺纤维布的结合能力；更重要的是解决了纳米颗粒在酚醛树脂基体中难以分散的难题。银纳米片的加入提高了混纺纤维布的抗紫外线辐照能力、润滑性和摩擦性能，进而有效地延长了自润滑衬垫织物的使用寿命。同时，所述自润滑衬垫织物的制备方法简单、原料来源广，环保无污染。另外，由自润滑衬垫织物形成的自润滑衬垫复合材料具有优异的润滑性、摩擦学性能和抗紫外辐照能力。

【技术实现步骤摘要】
一种自润滑衬垫织物及其制备方法、一种自润滑衬垫复合材料
本专利技术涉及功能材料
，尤其涉及一种自润滑衬垫织物及其制备方法、一种自润滑衬垫复合材料。
技术介绍
低地球轨道(LowEarthOrbit，LEO)距离地球表面200～700km，是载人飞船、对地观测卫星、气象卫星、空间站等航天器的运行区域。LEO轨道环境中影响航天器服务寿命和运行可靠性的主要因素是紫外辐照和原子氧辐照。太阳电磁辐射的波长主要在3000nm以下，按波长从长到短可以分为近红外光(800～3000nm)、可见光(400～800nm)和紫外光(400nm以下)。尽管太阳紫外辐射仅占太阳总辐射量的8.8％，但是航天器在空间轨道环境中会完全暴露在太阳紫外线中。随着科学技术的快速发展，特别是特殊工况下工作的特殊机械结构，尤其是在极苛刻工况条件下工作的轴承，其油脂润滑有时会失效，只能依靠轴承中自润滑材料提供的转移膜为轴承正常工作提供润滑。其中，织物衬垫自润滑关节轴承成为了可靠的选择。织物自润滑衬垫是混合织物复合材料的一种类型，织物衬垫具有低摩擦系数、高耐磨性和高承载能力的特点，在干摩擦润滑中扮演了很重要的角色，尤其在航空航天领域的自润滑关节轴承中得到了应用。然而，空间环境中的紫外线辐照对这种以聚合物为主要构成方式的润滑材料提出了新的挑战。紫外线辐射中的单个光子具有的能量与它的波长λ或频率ν有关，其公式为E＝hν＝hc/λ式中，h为Planck常数；c为光速。计算得知，紫外线中的单个光子具有的能量，足以打断高分子链中大量的C-C、C-O及C-H键等共价键，从而破坏高分子材料的微观结构和成分，造成高分子材料性能退化。在实际的空间应用中，太阳紫外线会使得有机热控涂层产生裂纹、脆裂等老化现象，从而降低其机械性能。而且还会使涂层树脂发生分子链的降解和交联反应，从而改变了涂层的内聚力，导致涂层出现分离和粉化现象。因此，如何提高自润滑衬垫材料的抗紫外线辐照能力成为空间材料的研究趋势。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种自润滑衬垫织物及其制备方法、一种自润滑衬垫复合材料，本专利技术提供的自润滑衬垫织物具有优异的抗紫外线辐照能力和润滑性能。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自润滑衬垫织物，包括改性混纺纤维布和负载在所述改性混纺纤维布上的银纳米片、纳米二氧化钛和酚醛树脂；所述改性混纺纤维布为二氧化钛接枝混纺纤维布。优选地，所述银纳米片质量为酚醛树脂质量的24～48％。优选地，所述银纳米片的尺寸为5～20μm。优选地，所述纳米二氧化钛质量为酚醛树脂质量的10～25％。优选地，所述纳米二氧化钛的粒径为10～50nm。优选地，所述改性混纺纤维布由包括以下步骤的方法制备得到：将3,4-二羟苯乙胺、三(羟基甲基)氨基甲烷和水混合，得到混合液，将混纺纤维布浸渍于所述混合液中进行预处理，得到预处理混纺纤维布；在盐酸溶液中滴加钛酸四正丁酯，搅拌，得到水热液；将所述预处理混纺纤维布置于所述水热液中，进行水热反应，得到所述改性混纺纤维布。优选地，所述混纺纤维布为聚四氟乙烯纤维和聚间苯二甲酰间苯二胺纤维按重量比1:1混纺而成的布，所述混纺纤维布的厚度为0.1～0.4mm。本专利技术还提供了上述技术方案所述的自润滑衬垫织物的制备方法，包括以下步骤：将银纳米片、纳米二氧化钛、酚醛树脂胶粘剂和稀释剂混合分散，得到润滑浸渍液；将所述润滑浸渍液涂敷于改性混纺纤维布上，干燥，得到所述自润滑衬垫织物。本专利技术还提供了一种自润滑衬垫复合材料，所述自润滑衬垫复合材料由层叠设置的自润滑衬垫织物、酚醛树脂和金属基材经固化成型得到；所述自润滑衬垫织物为上述技术方案所述的自润滑衬垫织物或上述技术方案所述的制备方法得到的自润滑衬垫织物。优选地，所述固化成型的压力为0.01～0.03MPa，温度为100～200℃，时间为1.5～8h。本专利技术提供了本专利技术提供了一种自润滑衬垫织物，包括改性混纺纤维布和负载在所述改性混纺纤维布上的银纳米片、纳米二氧化钛和酚醛树脂；所述改性混纺纤维布为二氧化钛接枝混纺纤维布。本专利技术在混纺纤维布中引入二氧化钛，一方面改善了混纺纤维布的自身承载问题；另一方面有效提高了后续纳米颗粒(银纳米片、纳米二氧化钛)与混纺纤维布的结合能力；更重要的是解决了纳米颗粒(银纳米片、纳米二氧化钛)在聚合物基体(酚醛树脂)中难以分散的难题。银纳米片的加入提高了改性混纺纤维布的抗紫外线辐照能力、保证了摩擦过程中自润滑衬垫织物的摩擦系数稳定性，同时为自润滑织物衬垫提供了优异的润滑性能。另外，银纳米片减小了摩擦副对磨过程中的彼此损伤，有效地延长了织物自润滑衬垫织物的使用寿命。本专利技术还提供了一种自润滑衬垫织物的制备方法，本专利技术的改性混纺纤维布提高了混纺纤维布的上浆率；再通过稀释剂、银纳米片、酚醛树脂胶粘剂和纳米二氧化钛形成的润滑浸渍液对改性混纺纤维布进行浸渍，使银纳米片和纳米二氧化钛高效率地负载在改性混纺纤维布一侧，提高了自润滑衬垫织物的抗紫外线能力和润滑性。本专利技术还提供了一种自润滑衬垫复合材料，本专利技术的复合材料通过酚醛树脂将自润滑衬垫织物粘贴在金属基材上，提高金属基材的抗紫外线能力、耐磨性和润滑性，进而提高了使用寿命。实施例的数据表明：所得自润滑织物复合材料不仅表现出了优异的抗磨性能，同时，与传统的聚合物材料紫外辐照后的摩擦系数增高相比，本专利技术提供的自润滑织物复合材料经过紫外辐照后，相反其摩擦摩擦系数有降低的趋势，证明了其具备一定的抗紫外辐照能力。附图说明图1为本专利技术使用的银纳米片的形貌图；图2为实施例2所得改性混纺纤维布上原位合成的二氧化钛的形貌以及EDS图；图3为实施例5混纺纤维布的表面形貌图，其中(a)图为实施例5预处理混纺纤维布表面照片，(b)图为实施例5预处理混纺纤维布经润滑浸渍液浸渍后的照片，(c)图为实施例5改性混纺纤维布经润滑浸渍液浸渍后的照片。具体实施方式本专利技术提供了一种自润滑衬垫织物，包括改性混纺纤维布和负载在所述改性混纺纤维布上的银纳米片、纳米二氧化钛和酚醛树脂；所述改性混纺纤维布为二氧化钛接枝混纺纤维布。在本专利技术中，所述银纳米片、纳米二氧化钛和酚醛树脂的质量之和优选为改性混纺纤维布质量的30～65％，进一步优选为40～60％，更优选为45～50％。在本专利技术中，所述银纳米片质量优选为酚醛树脂质量的24～48％，进一步优选为30～40％，更优选为36％；所述银纳米片的尺寸优选为5～20μm。本专利技术对所述银纳米片的来源不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的制备方法制得或市售产品均可。在本专利技术中，所述银纳米片能够提高自润滑衬垫织物的抗紫外线辐照能力，从而延长可自润滑衬垫织物在空间环境下的使用寿命。同时，银纳米片的引入，保证了摩擦过程中摩擦系数的稳定，同时为自润滑织物衬垫提供了优异的润滑性能，减小了摩擦副对磨过程中的彼此损伤，有效的延长了织物自润滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自润滑衬垫织物，其特征在于，包括改性混纺纤维布和负载在所述改性混纺纤维布上的银纳米片、纳米二氧化钛和酚醛树脂；所述改性混纺纤维布为二氧化钛接枝混纺纤维布。/n

【技术特征摘要】
1.一种自润滑衬垫织物，其特征在于，包括改性混纺纤维布和负载在所述改性混纺纤维布上的银纳米片、纳米二氧化钛和酚醛树脂；所述改性混纺纤维布为二氧化钛接枝混纺纤维布。


2.根据权利要求1所述的自润滑衬垫织物，其特征在于，所述银纳米片质量为酚醛树脂质量的24～48％。


3.根据权利要求1或2所述的自润滑衬垫织物，其特征在于，所述银纳米片的尺寸为5～20μm。


4.根据权利要求1所述的自润滑衬垫织物，其特征在于，所述纳米二氧化钛质量为酚醛树脂质量的10～25％。


5.根据权利要求1或4所述的自润滑衬垫织物，其特征在于，所述纳米二氧化钛的粒径为10～50nm。


6.根据权利要求1所述的自润滑衬垫织物，其特征在于，所述改性混纺纤维布由包括以下步骤的方法制备得到：
将3,4-二羟苯乙胺、三(羟基甲基)氨基甲烷和水混合，得到混合液，将混纺纤维布浸渍于所述混合液中进行预处理，得到预处理混纺纤维布；
在盐酸溶液中滴加钛酸四正丁酯，搅拌，得到水热液；将所述预处理...

【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