一种橡胶表面低湿度敏感性超低摩擦碳基复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种橡胶表面低湿度敏感性超低摩擦碳基复合涂层及其制备方法，是通过磁控溅射技术在橡胶基底表面沉积碳薄膜，然后利用喷涂法在碳薄膜表面喷涂氟或氯改性MXene二维材料涂层，最后经常温固化而得。获得的低湿度敏感性超低摩擦复合涂层最表层为MXene二维材料层，在摩擦过程中易剪切而实现涂层超低摩擦特性。同时，MXene二维材料经氟或氯改性后表现出对环境湿度的低敏感性，从而克服了橡胶表面碳薄膜高摩擦及对湿度的高敏感性难题。此外，本发明专利技术具体操作过程简单高效，可应用于不同湿度橡胶动静密封，易于实现大面积工业化应用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶表面低湿度敏感性超低摩擦碳基复合涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种橡胶表面低湿度敏感性超低摩擦碳基复合涂层及其制备方法，尤其涉及一种橡胶表面碳薄膜/氟或氯改性MXene二维材料室温固化层的超低摩擦复合涂层，用于跨湿度密封环境下的动静密封件制备，属于固体润滑材料和摩擦学领域。

技术介绍

[0002]密封件密封失效是机械设备密封系统关键共性技术问题之一。当橡胶与金属配副时摩擦系数极高（
µ
＞1），高摩擦产生的摩擦热极易导致橡胶密封件软化而快速磨损失效，使得高压密封介质从受损部位渗漏而密封失效，影响设备的安全可靠服役。因此，解决橡胶密封件磨损失效问题必须从降低摩擦入手。
[0003]碳薄膜具有与钢对偶的低粘着特性、沉积温度低（沉积温度≤100℃，不会对丁腈橡胶基体产生致命损伤）、组分及机械强度可控、结构多变（如多微纳结构、多元素掺杂等）、摩擦磨损低等优异性能，因而是实现橡胶表面低摩擦的理想涂层。虽然，碳薄膜能够有效降低橡胶的摩擦，但单纯依靠碳薄膜难以进一步降低其摩擦系数（与钢对偶摩擦系数仍≥0.15），本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡胶表面低湿度敏感性超低摩擦碳基复合涂层，是通过磁控溅射技术在橡胶基底表面沉积碳薄膜，然后利用喷涂法在碳薄膜表面喷涂氟或氯改性MXene二维材料涂层，最后经室温固化而得。2.如权利要求1所述一种橡胶表面低湿度敏感性超低摩擦碳基复合涂层，其特征在于：所述橡胶基底为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、三元乙丙橡胶及硅橡胶中的一种，且其表面粗糙度≤100nm。3.如权利要求1所述一种橡胶表面低湿度敏感性超低摩擦碳基复合涂层及其制备方法，其特征在于：所述碳基薄膜为含氢a
‑
C:H薄膜。4.如权利要求1所述一种橡胶表面低湿度敏感性超低摩擦碳基复合涂层，其特征在于：所述利用喷涂法在碳薄膜表面喷涂氟或氯改性MXene二维材料涂层，室温固化的处理步骤如下：
①
碳薄膜表面等离子清洗：对碳薄膜表面进行等离子体轰击处理，并在氮气环境中冷却至室温备用；
②
MXene二维材料改性：将MXene二维材料粉末分散在氟或氯改性剂中，经过20~24h后洗涤、抽滤及干燥后备用；
③
改性MXene二维材料喷涂：将氟或氯改性MXene二维材料溶于有机溶剂中，再按照比例加入环氧树脂单体和固化剂，搅拌混合均匀后装入喷枪内将其喷涂至碳薄膜表面，最后室温固化。5.如权利要求4所述一种橡胶表面低湿度敏感性超低摩擦碳基复合涂层，其特征在于：步骤
①
中，所述碳薄膜轰击处理的等离子体源为氩气、氮气及氢气中的一种或几种；等离子体轰击偏压≥700V，轰击时间为5~10分钟。6.如权利要求4所述一种橡胶表面低湿度敏感性超低摩擦碳基复合涂层，其特征在于：步骤
②<...

【专利技术属性】
技术研发人员：强力，俞凯还，白常宁，于元烈，梁爱民，
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：