一种自润滑纤维织物复合材料及成型方法技术

本发明专利技术提出一种自润滑纤维织物复合材料及成型方法，将碳纤维织物和负载于所述碳纤维织物表面的聚合物预聚体形成自润滑动态聚合物网络，借助于热固性聚合物复合材料的动态共价作用，可实现自润滑动态聚合物网络材料的层层焊接和复杂形状的成型。故本发明专利技术实施例中引入合成具有动态共价交换反应的热固性聚合物复合材料可实现在不影响自润滑纤维织物复合材料整体润滑性能的前提下还可具有再加工的性能，且自润滑纤维织物复合材料具有很好地反复再粘结的能力，极大地提高了材料的可重复使用性。用性。用性。

【技术实现步骤摘要】
一种自润滑纤维织物复合材料及成型方法


[0001]本专利技术涉及碳复合材料
，尤其涉及一种自润滑纤维织物复合材料及成型方法。

技术介绍

[0002]随着高分子化学和材料科学的不断发展，开发新型的自润滑复合材料并发展新的成型方法以及实现再加工等已经成为材料学发展的新方向。传统的纤维织物自润滑复合材料能够获得良好的润滑性能，但是一般通过浸渍固化定型后难以再粘结和加工，并且复杂形状的自润滑组件需要复杂的模具或工艺，极大的限制了自润滑纤维织物复合材料的应用。近年来通过动态共价化学构筑聚合物再加工、可回收性能的方法已有报道例，但是将其引入到聚合物润滑领域，构筑多功能的自润滑聚合物材料的研究鲜有报道。
[0003]此外传统的树脂浸渍的自润滑织物复合材料一旦固化成型，很难再进行二次加工和粘结等，极大地限制了自润滑纤维织物复合材料复杂形状的获得和再加工利用；因此，如何实现自润滑纤维织物复合材料的粘结和再加工已经成为润滑领域内面临的重要挑战。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一提出一种自润滑纤维织物复合材料的成型方法，将碳纤维织物和负载于所述碳纤维织物表面的聚合物预聚体形成自润滑动态聚合物网络，借助于热固性聚合物复合材料的动态共价作用，可实现自润滑动态聚合物网络材料的层层焊接和复杂形状的成型。故本专利技术实施例中引入合成具有动态共价交换反应的热固性聚合物复合材料可实现在不影响自润滑纤维织物复合材料整体润滑性能的前提下还可具有再加工的性能，且自润滑纤维织物复合材料具有很好地反复再粘结的能力，极大地提高了材料的可重复使用性。
[0005]为此，本专利技术的目的在于提出一种自润滑纤维织物复合材料的成型方法，包括以下步骤：
[0006]将二维层状功能填料分散到有机溶剂中得到第一混料；所述功能填料包括0.5
‑
5μm的胺基修饰的石墨烯或1
‑
20μm过渡金属碳化物；
[0007]合成具有动态共价交换反应的热固性聚合物复合材料并将其所述第一混料混合生成聚合物预聚体溶液；其中以所述聚合物复合材料的质量为基准，所述功能填料的质量百分数为0.5
‑
2％；
[0008]将所述聚合物预聚体溶液分别浸渍到若干层碳纤维织物上固化成型；将固化后的若干层碳纤维织物叠加后贴于模具表面进行热压处理10s
‑
120min；其中热压处理的温度高于所述聚合物的动态共价键交换反应的温度。
[0009]在一些实施例中，所述聚合物复合材料的动态共价键的类型为动态酯键或动态二硫键。
[0010]在一些实施例中，所述聚合物复合材料包括树脂和固化剂；将所述树脂与所述固
化剂溶解到所述有机溶剂即可得到所述聚合物复合材料。
[0011]在一些实施例中，所述树脂包括环氧树脂E
‑
51，环氧树脂E
‑
44，双酚A二缩水甘油醚中的至少一种；所述固化剂包括4,4'
‑
二氨基二苯二硫，4,4
’‑
二羟基二苯二硫醚，4,4'
‑
二硫代二丁酸，2,2'
‑
二硫代二苯甲酸，4,4'
‑
二硫代二苯甲酸中的至少一种。
[0012]在一些实施例中，所述碳纤维织物1K，厚度为0.1
‑
0.2mm，经向密度为10根/10mm，纬向密度为10根/10mm，克重为120
‑
130g/m2。
[0013]在一些实施例中，所述聚合物预聚体溶液分别浸渍到若干层碳纤维织物上固化成型的条件为50
‑
90℃，30
‑
120min；而后100
‑
140℃，30
‑
120min。
[0014]在一些实施例中，将固化后的若干层碳纤维织物叠加后贴于模具表面进行热压处理的条件为150
‑
200℃，0.5MPa
‑
5Mpa，升温速度为10
‑
12℃/min。
[0015]在一些实施例中，将所述聚合物预聚体溶液分别浸渍到若干层所述碳纤维织物上的方法为：重复将所述碳纤维织物浸渍所述聚合物预聚体溶液中，每次5
‑
7min；直至所述碳纤维织物增重20％。
[0016]根据本专利技术的第二个方面提出了一种自润滑纤维织物复合材料，其包括利用上述任一实施例中的方法制备得到的复合材料。
[0017]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0018]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0019]图1是本专利技术实施例提出的自润滑纤维织物复合材料的制备流程图；
[0020]图2是本专利技术实施例1提出的自润滑纤维织物复合材料的形貌图。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照实施例，对本专利技术进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他技术方案，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]为此，如图1所示，本专利技术提出一种自润滑纤维织物复合材料的成型方法，包括以下步骤：
[0023]S1:将二维层状功能填料分散到有机溶剂中得到第一混料；功能填料包括0.5
‑
5μm的胺基修饰的石墨烯或1
‑
20μm过渡金属碳化物；
[0024]S2:合成具有动态共价交换反应的热固性聚合物复合材料并将其第一混料混合生成聚合物预聚体溶液；其中以聚合物复合材料的质量为基准，功能填料的质量百分数为0.5
‑
2％；
[0025]S3:将聚合物预聚体溶液分别浸渍到若干层碳纤维织物上固化成型；将固化后的若干层碳纤维织物叠加后贴于模具表面进行热压处理10s
‑
120min；其中热压处理的温度高于聚合物的动态共价键交换反应的温度。
[0026]示例性的，本实施例中的二维层状功能填料包括只包括0.5
‑
5μm的胺基修饰的石墨烯的第一种方案；以及只包含1
‑
20μm过渡金属碳化物的第二种方案；其中二维层状石墨烯可选自先丰纳米XF005
‑
4，其尺寸可示例性为0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm或为其间的任意范围。本专利技术实施例中选用的石墨烯是胺基修饰的，在聚合物基体中可以参与化学反应，形成强的界面粘结，且不会发生沉降和分散不均匀现象。而本实施例中的过渡金属碳化物为MXene
‑
TiTaAlC(可选自先丰纳米XFK27)；其片径可示例性为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、10μm、12μm、15μm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自润滑纤维织物复合材料的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：将二维层状功能填料分散到有机溶剂中得到第一混料；所述功能填料包括0.5
‑
5μm的胺基修饰的石墨烯或1
‑
20μm过渡金属碳化物；合成具有动态共价交换反应的热固性聚合物复合材料并将其所述第一混料混合生成聚合物预聚体溶液；其中以所述聚合物复合材料的质量为基准，所述功能填料的质量百分数为0.5
‑
2％；将所述聚合物预聚体溶液分别浸渍到若干层碳纤维织物上固化成型；将固化后的若干层碳纤维织物叠加后贴于模具表面进行热压处理10s
‑
120min；其中热压处理的温度高于所述聚合物的动态共价键交换反应的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物复合材料的动态共价键为动态酯键或动态二硫键。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物复合材料包括树脂和固化剂，将所述树脂与所述固化剂溶解到所述有机溶剂即可得到所述聚合物复合材料。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述树脂包括环氧树脂E
‑
51，环氧树脂E
‑
44，双酚A二缩水甘油醚中的至少一种；所述固化剂包括4,4'
‑
二氨基二苯二硫，4,4
’‑
二羟基二苯二硫醚，4,4'
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：文军，杨成龙，王廷梅，汪强，陈守兵，杨增辉，陈国武，吕哲，李阳，赵瀚辰，
申请(专利权)人：华能陇东能源有限责任公司中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：