一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于复合材料制备技术领域，本发明专利技术公开了一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料及其制备方法与应用。本发明专利技术的自润滑聚苯醚复合材料，包含下述重量份的组分：聚苯醚70

A wear-resistant polyphenylene oxide self-lubricating composite and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及复合材料制备
，尤其涉及一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]聚苯醚(PPO)是一种在20世纪60年代发展起来的、综合性能良好、用途广泛的工程塑料。具有突出的电绝缘性和耐水性，同时具有较好的耐磨性、尺寸稳定性等，但是聚苯醚在受到应力时有开裂的倾向，而且熔体黏度高，加工成型困难，很大程度上限制了聚苯醚材料的应用。
[0003]通过添加纤维对聚苯醚进行改性可提高起耐应力开裂性，使得聚苯醚复合材料在各个领域得以发展，如齿轮、轴承、水泵等零部件。但是在使用过程中，这些零部件除了对起耐应力开裂性具有一定要求外，还需要具有较高的力学性能、尺寸稳定性以及自润滑性能。
[0004]玄武岩纤维的添加虽然在一定程度上改善了聚苯醚的力学性能，但与聚苯醚的结合不好，在摩擦过程中更容易脱落，磨损率和摩擦系数都会提高。
[0005]因此，如何公开一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料及其制备方法与应用，提高聚苯醚复合材料的耐应力开裂性、力学性能、尺寸稳定性以及自润滑性能是本领域亟待解决的难题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料及其制备方法与应用，本专利技术解决了现有的聚苯醚复合材料力学性能差、尺寸稳定性低以及自润滑性差的问题。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料，包括如下质量份数的原料：聚苯醚70
‑
90份、四水合钼酸铵0.179
‑
0.926份、硫脲0.208
‑
1.074份、玄武岩纤维10
‑
11.613份。
[0009]优选的，所述玄武岩纤维的长径比为280
‑
320：1。
[0010]本专利技术的另一目的是提供一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料的制备方法，包括如下步骤:
[0011]1)将玄武岩纤维进行除油处理，然后与四水合钼酸铵、硫脲和水混合，进行反应，得到二硫化钼@玄武岩纤维；
[0012]2)将聚苯醚和二硫化钼@玄武岩纤维混合，进行烧结得到耐磨聚苯醚自润滑复合材料。
[0013]优选的，所述玄武岩纤维除油处理为先采用用石油醚浸泡2.5
‑
3.5h，再用无水乙醇抽滤。
[0014]优选的，所述玄武岩纤维、石油醚和无水乙醇的添加比为40
‑
60g：100mL：100mL。
[0015]优选的，所述步骤1)中反应的温度为200
‑
240℃，反应时间为22
‑
26h。
[0016]优选的，所述步骤2)中的混合操作为先在500rpm下搅拌5
‑
10min，然后加入乙醇，
同时进行500rpm搅拌和480W超声分散1
‑
2h，烘干后，再在3000rpm下搅拌5
‑
10min；
[0017]所述聚苯醚和二硫化钼@玄武岩纤维的总量与乙醇的质量体积比为46g：400mL。
[0018]优选的，所述步骤2)中烧结的温度为250℃，烧结时间为2h。
[0019]优选的，所述聚苯醚在混合前还需要进行干燥，干燥温度为90
‑
110℃，干燥时间为10
‑
14h。
[0020]本专利技术的再一目的是提供一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料制备方法制备得到的耐磨聚苯醚自润滑复合材料在机械部件中的应用。
[0021]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0022]本专利技术公开的自润滑聚苯醚复合材料的原料成本低，制备过程简便，适于大规模推广，易于大批量工业生产；
[0023]本专利技术的自润滑聚苯醚复合材料具有自润滑耐磨功效，而且具有较高的机械性能，力学性能。适宜制备自润滑的机械零件时，具有普适性强，应用广泛的优点。
附图说明
[0024]图1为二硫化钼与玄武岩纤维质量比为1:5的二硫化钼@玄武岩纤维的SEM图像；
[0025]图2为二硫化钼与玄武岩纤维质量比为1:10的二硫化钼@玄武岩纤维的SEM图像；
[0026]图3为二硫化钼与玄武岩纤维质量比为1:30的二硫化钼@玄武岩纤维的SEM图像；
[0027]图4为纯玄武岩纤维的SEM图像；
[0028]图5为二硫化钼与玄武岩纤维质量比为1:5的二硫化钼@玄武岩纤维/聚苯醚复合材料摩擦后垫片的光学显微镜图像；
[0029]图6为二硫化钼与玄武岩纤维质量比为1:5的二硫化钼@玄武岩纤维/聚苯醚复合材料摩擦后材料摩损表面的光学显微镜图像；
[0030]图7为二硫化钼与玄武岩纤维质量比为1:10的二硫化钼@玄武岩纤维/聚苯醚复合材料摩擦后垫片的光学显微镜图像；
[0031]图8为二硫化钼与玄武岩纤维质量比为1:10的二硫化钼@玄武岩纤维/聚苯醚复合材料摩擦后材料摩损表面的光学显微镜图像；
[0032]图9为二硫化钼与玄武岩纤维质量比为1:30的二硫化钼@玄武岩纤维/聚苯醚复合材料摩擦后垫片的光学显微镜图像；
[0033]图10为二硫化钼与玄武岩纤维质量比为1:30的二硫化钼@玄武岩纤维/聚苯醚复合材料摩擦后材料摩损表面的光学显微镜图像；
[0034]图11为玄武岩纤维/聚苯醚复合材料摩擦后垫片的光学显微镜图像；
[0035]图12为玄武岩纤维/聚苯醚复合材料摩擦后材料磨损表面的光学显微镜图像；
[0036]图13为聚苯醚摩擦后垫片的光学显微镜图像；
[0037]图14为聚苯醚摩擦后材料磨损表面的光学显微镜图像。
具体实施方式
[0038]一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料，包括如下质量份数的原料：聚苯醚70
‑
90份、四水合钼酸铵0.179
‑
0.926份、硫脲0.208
‑
1.074份、玄武岩纤维10
‑
11.613份；优选为聚苯醚73
‑
88份、四水合钼酸铵0.3
‑
0.8份、硫脲0.4
‑
0.8份、玄武岩纤维10.5
‑
11份；进一步优选为
聚苯醚80份、四水合钼酸铵0.5份、硫脲0.5份、玄武岩纤维10.8份。
[0039]在本专利技术中，所述玄武岩纤维的长径比为280
‑
320：1；优选为290
‑
310：1，进一步优选为300：1。
[0040]本专利技术还提供了一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料的制备方法，包括如下步骤:
[0041]1)将玄武岩纤维进行除油处理，然后与四水合钼酸铵、硫脲和水混合，进行反应，得到二硫化钼@玄武岩纤维；
[0042]2)将聚苯醚和二硫化钼@玄武岩纤维混合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料，其特征在于，包括如下质量份数的原料：聚苯醚70
‑
90份、四水合钼酸铵0.179
‑
0.926份、硫脲0.208
‑
1.074份、玄武岩纤维10
‑
11.613份。2.根据对比文件1所述的一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料，其特征在于，所述玄武岩纤维的长径比为280
‑
320：1。3.如权利要求1或2所述的一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:1)将玄武岩纤维进行除油处理，然后与四水合钼酸铵、硫脲和水混合，进行反应，得到二硫化钼@玄武岩纤维；2)将聚苯醚和二硫化钼@玄武岩纤维混合，进行烧结得到耐磨聚苯醚自润滑复合材料。4.根据权利要求3所述的一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料的制备方法，其特征在于，所述玄武岩纤维除油处理为先采用用石油醚浸泡2.5
‑
3.5h，再用无水乙醇抽滤。5.根据权利要求4所述的一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料的制备方法，其特征在于，所述玄武岩纤维、石油醚和无水乙醇的添加比为40
‑
60g：100mL：100mL。6.根据权利要求3
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦明，张晓亮，李宗起，李飞波，付西英，李萍，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：发明
国别省市：