改性氧化锌及其应用、耐紫外-臭氧老化自润滑材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了改性氧化锌及其应用、耐紫外

【技术实现步骤摘要】
改性氧化锌及其应用、耐紫外
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臭氧老化自润滑材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及复合材料
，具体涉及一种改性氧化锌及其应用、耐紫外
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臭氧老化自润滑材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]自润滑衬垫材料是以特种纤维和功能化树脂经摩擦学性能设计并经树脂固化等工艺得到的一种结构致密，性能优异的功能性复合材料，可用于航空飞行器的旋翼系统、传动系统、方向舵、起落架等承载、转向机械器件中，起到承载、抗磨、减摩的作用。航空飞行器的巡航高度一般为8～24km左右，该空域存在昼夜温差大，紫外辐射强度高(290～400nm)，臭氧浓度高(10
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个/cm3)等特点。紫外光和臭氧具有很强的催化性和氧化性，容易与聚合物材料中的不饱和化学键发生反应，导致部分分子链断裂，扩大材料中原有的微小缺陷，加速聚合物材料的老化和性能降低。
[0003]中国专利CN111188116A公开了一种聚醚醚酮纤维基自润滑织物，由聚醚醚酮纤维与聚四氟乙烯纤维交织而成，该自润滑织物具有摩擦系数低、耐磨损性能优异、贴合强度高的特点，适用于低速、高载荷环境下使用。中国专利CN113089327A公开了一种芳纶III纤维增强自润滑衬垫复合材料，采用上浆后的芳纶III纤维作为纬纱，芳纶III纤维和PTFE纤维合捻纱作为经纱，在织机上进行织造；下机后的织物经退浆处理后先浸入单宁酸
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氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液活化，再浸入MgAl
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LDH前驱体溶液中通过水热界面反应进行增强修饰，然后浸入多巴胺
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聚乙烯亚胺的缓冲溶液增粘修饰，最后浸入芳纶纳米纤维增韧修饰，得到强
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韧一体化界面修饰的芳纶III/PTFE织物坯布，其芳纶III纤维增强自润滑衬垫将具有优异的力学性能和摩擦磨损性能，使维织物自润滑衬垫复合材料的得到大幅度提升，进而改善了织物型自润滑零部件的综合性能，适用高温、高载荷工况条件下。中国专利CN110819064A公开了一种高导热耐磨自润滑衬垫，具备高导热、耐磨性好等特点，适合做滑动轴承衬垫。中国专利CN106435923A公开了一种自润滑织物，该织物由氟素树脂纱线和其他纱线构成，具有摩擦系数低，耐磨性好的优点，可用于低速度、高载荷及高温或低温的环境下。中国专利CN111364256A公开了一种自润滑织物复合材料，采用多巴胺修饰单壁纳米管增强改性聚四氟乙烯
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芳纶织物复合材料，具有更好的耐磨性和优异的比强度。然而，上述聚合物复合材料均不具备耐紫外
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臭氧性能，导致上述聚合物复合材料作为自润滑衬垫材料使用时，极易在临近空间中受到紫外和臭氧的综合作用的侵蚀而发生性能减弱或失效，进而降低了航空飞行器的关节轴承、衬套、起落架等器件的使用可靠性。
[0004]为提高聚合物复合材料的耐紫外
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臭氧性能，一般方法是将光稳定剂和抗氧剂作为填料按一定比例混合后加入材料中。纳米氧化锌是一种优良的无机紫外光吸收剂，具有优良的紫外屏蔽能力，较宽的紫外吸收波长范围和很好透明性，又兼具物化性质稳定，热稳定性好的特性，但纳米氧化锌表面存在大量羟基，亲水疏油呈极性，再加上表面能高，在树脂基体中容易团聚，进一步影响了其在材料中的耐紫外作用和耐磨性能。2
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巯基苯并咪唑
(MB)为分解过氧化氢物型防老剂，可以分解复合材料热氧老化过程中产生的ROOH，使之转变为稳定性较高的物质，从而抑制材料的老化，然而，MB在加工过程中挥发和迁移，影响材料的老化效果。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种改性氧化锌及其应用、耐紫外
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臭氧老化自润滑材料及其制备方法和应用，本专利技术提供的改性氧化锌在树脂复合材料中分散性高，且能够提高树脂复合材料的耐紫外老化性、耐臭氧老化性和耐磨性。
[0006]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：
[0007]本专利技术提供了一种改性氧化锌，由2
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巯基苯并咪唑对硅烷偶联剂接枝氧化锌进行改性得到。
[0008]优选地，所述硅烷偶联剂接枝氧化锌与2
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巯基苯并咪唑的质量比为1：0.01～0.08。
[0009]本专利技术提供了上述技术方案所述的改性氧化锌作为树脂复合材料的填料的应用。
[0010]本专利技术提供了一种耐紫外
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臭氧老化自润滑材料，包括以下质量份数的制备原料：聚四氟乙烯/增强纤维混编织物50～80份，树脂18～50份，上述技术方案所述的改性氧化锌2～10份。
[0011]优选地，所述聚四氟乙烯/增强纤维混编织物中聚四氟乙烯和增强纤维的质量比为1：0.5～1.8；
[0012]所述增强纤维包括芳纶、玻璃纤维、碳纤维和聚对苯撑苯并二噁唑纤维纤维中的一种或几种。
[0013]本专利技术提供了上述技术方案所述耐紫外
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臭氧老化自润滑材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014]将树脂、改性氧化锌和有机溶剂混合，得到自润滑织物浸渍液；
[0015]将聚四氟乙烯/增强纤维混编织物置于所述自润滑织物浸渍液中浸渍后干燥，得到预浸渍物；
[0016]将所述预浸渍物进行固化，得到耐紫外
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臭氧老化自润滑材料。
[0017]优选地，所述有机溶剂为酮类溶剂、醇类溶剂和酯类溶剂的混合溶剂；
[0018]所述树脂包括酚醛树脂和/或聚酰亚胺树脂；
[0019]所述树脂的质量与有机溶剂的体积之比为1g：4～9mL。
[0020]优选地，所述聚四氟乙烯/增强纤维混编织物与预浸渍物的质量比为1：1.1～1.4。
[0021]优选地，所述固化的压力为0.1～0.5MPa，温度为160～190℃，时间为1～2h。
[0022]本专利技术还提供了上述技术方案所述的耐紫外
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臭氧老化自润滑材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的耐紫外
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臭氧老化自润滑材料作为自润滑衬垫材料在航空飞行器中的应用。
[0023]本专利技术提供了一种改性氧化锌，由2
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巯基苯并咪唑对硅烷偶联剂接枝氧化锌进行改性得到。本专利技术提供的改性氧化锌中，硅烷偶联剂的引入能够大大减少氧化锌表面的羟基数量，提高纳米氧化锌颗粒的亲油性，改善纳米氧化锌在树脂基体中的分散性；氧化锌的存在大大提高了2
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巯基苯并咪唑的热稳定性，从而克服了2
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巯基苯并咪唑的挥发和迁移问
题。本专利技术提供的改性氧化锌中，2
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巯基苯并咪唑和氧化锌兼具2
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巯基苯并咪唑优异的耐老化性能和氧化锌优异的紫外吸收性能，同时又克服了两者的缺陷，作为填料应用于树脂复合材料中，能够消除紫外
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臭氧作用产生的自由基和过氧化物，从而显著提高树脂复合材料的耐紫外性和耐臭氧性。而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性氧化锌，由2
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巯基苯并咪唑对硅烷偶联剂接枝氧化锌进行改性得到。2.根据权利要求1所述的改性氧化锌，其特征在于，所述硅烷偶联剂接枝氧化锌与2
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巯基苯并咪唑的质量比为1：0.01～0.08。3.权利要求1或2所述的改性氧化锌作为树脂复合材料的填料的应用。4.一种耐紫外
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臭氧老化自润滑材料，包括以下质量份数的制备原料：聚四氟乙烯/增强纤维混编织物50～80份，树脂18～50份，权利要求1或2所述的改性氧化锌2～10份。5.根据权利要求4所述的耐紫外
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臭氧老化自润滑材料，其特征在于，所述聚四氟乙烯/增强纤维混编织物中聚四氟乙烯和增强纤维的质量比为1：0.5～1.8；所述增强纤维包括芳纶、玻璃纤维、碳纤维和聚对苯撑苯并二噁唑纤维中的一种或几种。6.权利要求4或5所述耐紫外
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臭氧老化自润滑材料的制备方法，包括以下步骤：将树脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佩隆，张招柱，姜葳，杨明明，袁军亚，蔡明，
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：