埃洛石纳米管封装离子液体胶囊、自润滑纤维织物复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于润滑材料制备技术领域，具体涉及埃洛石纳米管封装离子液体胶囊、自润滑纤维织物复合材料及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的制备方法：将埃洛石纳米管和饱和脂肪酸碱金属盐分散于水中，将得到的内表面修饰的埃洛石纳米管和离子液体分散于有机溶剂中，在抽真空的条件下进行离子液体填充，将得到的填充有离子液体的埃洛石纳米管采用封装材料进行管端封装，得到埃洛石纳米管封装离子液体胶囊。本发明专利技术提供的制备方法制备的埃洛石纳米管封装离子液体胶囊作为自润滑纤维织物复合材料的润滑添加剂可以实现自润滑纤维织物复合材料摩擦界面的固

【技术实现步骤摘要】
埃洛石纳米管封装离子液体胶囊、自润滑纤维织物复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于润滑材料制备
，具体涉及埃洛石纳米管封装离子液体胶囊、自润滑纤维织物复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]自润滑关节轴承是一种球面滑动轴承，有轴承外套圈、内套圈及内外套圈之间的纤维织物自润滑衬垫材料构成，具有高承载、低摩擦、耐磨损、长寿命、免维护等优点，在飞机传动系统、操纵系统及动力系统等关键和重要部位应用广泛，对飞机飞行安全有着至关重要的影响。其中，由于纤维织物自润滑衬垫材料具有承载能力高、耐磨损、可设计性强、尺寸稳定性好等优点，在航空装置的起落架、襟副翼、旋翼系统、航空发动等运动部位有大量的应用，具有非常好的应用前景。
[0003]大量研究表明向纤维织物自润滑衬垫材料中添加微纳米增强材料，可以改善纤维织物自润滑衬垫材料的磨损。但是，微纳米材料往往会导致衬垫摩擦系数增大，而对于大尺寸的关节轴承，轴承在摆动运动过程中摩擦工况非常苛刻且复杂，且需要轴承具有稳定的摆动力矩。因此，在自润滑纤维织物自润滑衬垫材料制备过程中不仅要考虑自润滑衬垫的磨损，同时要重视自润滑衬垫在使用过程中的摩擦系数。衬垫表面涂覆润滑脂或者润滑油可以有效降低轴承启动力矩，但是由于自润滑衬垫表面致密的微观结构，润滑脂和润滑油很难渗入衬垫内部，随着摩擦过程的进行，润滑油或润滑脂消耗殆尽之后，轴承摩擦力矩会发生变化，导致轴承运行不稳定。与此同时，衬垫表面涂覆润滑脂或者润滑油会导致衬垫表面溶胀等微观结构变化，致使衬垫性能和使用寿命降低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供埃洛石纳米管封装离子液体胶囊、自润滑纤维织物复合材料及其制备方法和应用，本专利技术提供的埃洛石纳米管封装离子液体胶囊作为自润滑纤维织物复合材料的润滑添加剂可以实现自润滑纤维织物复合材料摩擦界面的固
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液复合润滑，减小自润滑纤维织物复合材料磨损的前提下，保持自润滑纤维织物复合材料摩擦过程中摩擦系数的稳定。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种埃洛石纳米管封装离子液体胶囊的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将埃洛石纳米管和饱和脂肪酸碱金属盐分散于水中，对所述埃洛石纳米管的内表面进行选择性修饰，得到内表面修饰的埃洛石纳米管；
[0008]将所述内表面修饰的埃洛石纳米管和离子液体分散于有机溶剂中，得到混合分散液；
[0009]将所述混合分散液在抽真空的条件下进行离子液体填充，得到填充有离子液体的埃洛石纳米管；
[0010]采用封装材料对所述填充有离子液体的埃洛石纳米管进行管端封装，得到所述埃洛石纳米管封装离子液体胶囊。
[0011]优选的，所述埃洛石纳米管的内径为12～20nm，外径为45～60nm，管长为0.2～2μm；
[0012]所述饱和脂肪酸碱金属盐包括月桂酸钠、十一烷酸钠和十四烷酸钠中的一种或多种；
[0013]所述埃洛石纳米管和所述饱和脂肪酸碱金属盐的质量比为(0.1～1):1。
[0014]优选的，所述离子液体包括1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐和1
‑
己基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐中的一种或多种；所述内表面修饰的埃洛石纳米管和离子液体的质量比为1:(1～5)。
[0015]优选的，所述抽真空的条件包括循环进行n次抽真空单元；所述抽真空单元包括依次进行：抽真空阶段、真空保持阶段和充气阶段；所述真空保持阶段的环境压力为0.01～0.05atm，所述真空保持阶段的保压时间为5～30min；所述n≥3；
[0016]所述抽真空阶段的降压时间为10～15min；所述充气阶段的增压时间为10～15min。
[0017]本专利技术提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的埃洛石纳米管封装离子液体胶囊，包括埃洛石纳米管和封装于所述埃洛石纳米管中的离子液体。
[0018]本专利技术提供了上述技术方案所述的埃洛石纳米管封装离子液体胶囊作为润滑添加剂的应用。
[0019]本专利技术提供了一种自润滑纤维织物复合材料，包括自润滑织物和负载于所述自润滑织物的纤维之间的树脂和润滑添加剂，所润滑添加剂为上述技术方案所述的埃洛石纳米管封装离子液体胶囊。
[0020]优选的，所述自润滑织物占所述自润滑纤维织物复合材料的质量百分含量为50～85wt％；所述润滑添加剂占所述自润滑纤维织物复合材料的质量百分含量≤3wt％。
[0021]本专利技术提供了上述技术方案所述的自润滑纤维织物复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0022]将润滑添加剂分散于树脂溶液中，得到润滑添加剂
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树脂分散液；
[0023]采用所述润滑添加剂
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树脂分散液浸渍自润滑织物，得到浸渍自润滑织物；
[0024]将所述浸渍自润滑织物固化处理，得到所述自润滑纤维织物复合材料。
[0025]本专利技术提供了上述技术方案所述的自润滑纤维织物复合材料或上述技术方案所述的制备方法制备得到的自润滑纤维织物复合材料作为自润滑衬垫的应用。
[0026]本专利技术提供了一种埃洛石纳米管封装离子液体胶囊的制备方法，包括以下步骤：将埃洛石纳米管和饱和脂肪酸碱金属盐分散于水中，对所述埃洛石纳米管的内表面进行选择性修饰，得到内表面修饰的埃洛石纳米管；将所述内表面修饰的埃洛石纳米管和离子液体分散于有机溶剂中，得到混合分散液；将所述混合分散液在抽真空的条件下进行离子液体填充，得到填充有离子液体的埃洛石纳米管；采用封装材料对所述填充有离子液体的埃洛石纳米管进行管端封装，得到所述埃洛石纳米管封装离子液体胶囊。本专利技术提供的制备方法对埃洛石纳米管的内表面进行修饰：埃洛石纳米管由硅氧四面体层和铝氧八面体层按照片层比1:1卷曲排列而成，其管内表面是带正电荷的铝氧八面体层，外表面是带负电荷的
硅氧四面体层，通过静电相互作用采用脂肪酸碱金属盐选择性修饰埃洛石纳米管的内表面，有利于离子液体进入埃洛石纳米管的管腔内；然后在抽真空的条件下将离子液体填充入埃洛石纳米管中后管端封装，防止离子液体在使用之前脱离埃洛石纳米管的管腔；从而实现了埃洛石纳米管强度性能和离子液体的润滑性能的有效协同作用，由此，本专利技术提供的制备方法制备的埃洛石纳米管封装离子液体胶囊作为自润滑纤维织物复合材料的润滑添加剂可以实现自润滑纤维织物复合材料摩擦界面的固
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液复合润滑，减小自润滑纤维织物复合材料磨损的前提下，保持自润滑纤维织物复合材料摩擦过程中摩擦系数的稳定。
[0027]本专利技术提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的埃洛石纳米管封装离子液体胶囊，包括埃洛石纳米管和封装于所述埃洛石纳米管中的离子液体。本专利技术提供的自润滑纤维织物复合材料作为润滑添加剂可以实现衬垫摩擦界面的固<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种埃洛石纳米管封装离子液体胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将埃洛石纳米管和饱和脂肪酸碱金属盐分散于水中，对所述埃洛石纳米管的内表面进行选择性修饰，得到内表面修饰的埃洛石纳米管；将所述内表面修饰的埃洛石纳米管和离子液体分散于有机溶剂中，得到混合分散液；将所述混合分散液在抽真空的条件下进行离子液体填充，得到填充有离子液体的埃洛石纳米管；采用封装材料对所述填充有离子液体的埃洛石纳米管进行管端封装，得到所述埃洛石纳米管封装离子液体胶囊。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述埃洛石纳米管的内径为12～20nm，外径为45～60nm，管长为0.2～2μm；所述饱和脂肪酸碱金属盐包括月桂酸钠、十一烷酸钠和十四烷酸钠中的一种或多种；所述埃洛石纳米管和所述饱和脂肪酸碱金属盐的质量比为(0.1～1):1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述离子液体包括1
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丁基
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甲基咪唑六氟磷酸盐、1
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丁基
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甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐和1
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己基
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甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐中的一种或多种；所述内表面修饰的埃洛石纳米管和离子液体的质量比为1:(1～5)。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述抽真空的条件包括循环进行n次抽真空单元；所述抽真空单元包括依次进行：抽真空阶段、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明明，王文静，王彦玲，张招柱，袁军亚，姜葳，储凡杰，李佩隆，
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：