【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料，具体涉及一种自润滑耐磨损油菜秸秆/聚氯乙烯复合材料的制备方法。
技术介绍
1、木塑复合材料是以木粉、果壳和秸秆等天然植物纤维为增强体，以聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等聚合物为基体，应用植物纤维改性、塑料改性剂改善界面相容性等技术手段，将植物纤维与聚合物基体熔融后采用模压、挤出、注塑等方式加工成型的一种环境友好型材料。油菜秸秆是农作物废弃物之一，聚氯乙烯是一种常见的塑料材料，通过将油菜秸秆与聚氯乙烯复合制备具有自润滑和耐磨损性能的复合材料，可以有效地利用农作物废弃物资源，提升材料的附加功能。
2、随着木塑复合材料应用领域的不断拓展，材料的使用环境也更加苛刻，且诸多领域中的应用都伴随着摩擦引起的能量耗散和磨损。由于油菜秸秆内部含有较多的絮状物，其硬度较低，所制备的复合材料的表面易受到物理摩擦和磨损的影响，在长期使用过程中，特别是在高频使用或外部冲击力较大的情况下，木塑复合材料容易出现表面磨损、刮擦等问题，影响其美观度和使用寿命。其次，油菜秸秆与塑料基质之间的黏合强度相对较低，容易出现界面脱粘和剥离的情况，这种界面脱粘现象使得木塑复合材料的内部结构受到破坏，导致材料变形和开裂，并加速了材料的磨损，限制了其在一些特殊使用场景的应用。
3、弹性体增强木塑复合材料的耐磨性能原理主要有两个方面。首先，弹性体的加入使得复合材料具有较高的韧性和弹性，能够吸收和分散外力作用，减少材料表面的破坏和磨损。其次，弹性体的存在还能够形成一层保护膜，类似于自润滑作用，降低复合材料与外界物体的直接接触，进而减少摩擦和
4、自润滑是指材料在摩擦或滑动过程中能够自行形成润滑膜或释放出润滑剂，从而减少摩擦和磨损的现象，这种特性一般通过在材料表面添加固体润滑剂、使用润滑油或润滑脂等方式实现。自润滑材料能够减少机械零件之间的摩擦和磨损，从而降低能量损失，并延长机械系统的使用寿命。此外，自润滑材料通常具有较低的摩擦系数，能够提供更顺畅的运动和降低噪音，自润滑材料的应用能够减少维护和保养成本，提高生产效率和经济效益。
5、挂浆技术是一种涂覆技术，用于在复合材料表面形成涂层或包覆层。其基本原理是利用液体悬浮固体微粒的流动性和附着性，使其附着在材料表面，形成一层均匀且紧密的涂层。
6、因此，开发挂浆法对油菜秸秆进行弹性体层包覆和石墨纳米粒子自润滑层包覆工艺，进而制备自润滑耐磨损油菜秸秆/聚氯乙烯复合材料对于提高材料的耐磨性能和使用寿命以及降低维护成本都具有重要的意义。
技术实现思路
1、基于上述
技术介绍
及油菜秸秆/聚氯乙烯复合材料耐磨损性能较差的问题，有必要利用挂浆法对油菜秸秆分别进行弹性体层和纳米石墨粒子自润滑层包覆，结合微波处理、高压均质、超声处理等技术，提供一种自润滑耐磨损油菜秸秆/聚氯乙烯复合材料的制备方法。
2、为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种自润滑耐磨损油菜秸秆/聚氯乙烯复合材料制备方法，其特征是包括以下步骤：
4、步骤一、油菜秸秆处理：以油菜秸秆为原料，将油菜秸秆清洗、干燥后切段，将油菜秸秆按比例置于蒸馏水中进行微波处理；
5、步骤二、缓冲层制备：将凹凸棒和聚乙烯醇液体置于水中电磁搅拌后，进行高压均质处理；
6、步骤三、油菜秸秆缓冲层挂浆：将处理后的油菜秸秆与步骤二所得的缓冲层溶液混合后手动搅拌，随后进行超声处理；
7、步骤四、固化粉碎：将步骤三所得超声处理后的混合体在75～85 ℃下干燥，使其固化后粉碎；
8、步骤五、自润滑层制备：将液体氨基硅烷偶联剂与纳米石墨粉溶解于丙酮溶液中，进行电磁搅拌；
9、步骤六、自润滑层挂浆：将步骤四所得粉碎颗粒置于步骤五所得混合液中进行电磁搅拌后加热干燥、粉碎；
10、步骤七、将步骤六所得粉碎后的颗粒、聚氯乙烯、稳定剂和偶联剂混合后使用真空热压机热压成型。
11、进一步的，步骤一中，油菜秸秆和蒸馏水的比例为100 g:1 l～100 g:1.5 l；微波功率为450 w，时间为2～2.5 min。
12、进一步的，步骤二中，凹凸棒、聚乙烯醇和水的质量比为：3:10:50；电磁搅拌时间为15～20分钟；高压均质的压力为70～80 mpa，循环均质6次，每次5分钟，每个循环之间间隔2分钟。
13、进一步的，步骤三中，油菜秸秆、缓冲层溶液比例为100g:1l～100g:1.5l；超声处理采用频率为25 khz，时长为25～30 min，振幅为50～60%。
14、进一步的，步骤五中，液体氨基硅烷偶联剂与纳米石墨粉的比例为质量比1:1；电磁搅拌时长为20～25分钟。
15、进一步的，步骤六中，步骤四所得粉碎颗粒与步骤五所得混合液的比例为100 g:1l～100 g:1.5 l；电磁搅拌时长为20～25分钟；干燥温度为70～80 ℃。
16、进一步的，步骤七中，步骤六所得粉碎后的颗粒、聚氯乙烯、稳定剂和偶联剂的混合质量比为100：100：8：5；真空热压温度在170～180 ℃，热压保持时间为25～30 min，热压压力为20 mpa。
17、本专利技术的工作原理：
18、本专利技术主要使用挂浆技术，对油菜秸秆纤维进行了两次挂浆包覆处理，使油菜秸秆表面具有了弹性体缓冲层和自润滑层。在第一次挂浆处理中，引入弹性体并包覆在油菜秸秆表面，形成弹性体缓冲层，弹性体缓冲层的韧性和弹性可以吸收和分散外力作用，能够承受较大的变形而不产生破裂或断裂，进而提高复合材料的耐磨性能，减少外界摩擦和磨损对材料表面的损伤；在第二次挂浆处理中，自润滑胶囊被包覆在弹性体缓冲层上方，形成自润滑层，自润滑层中有以氨基硅烷和纳米石墨粉形成的自润滑胶囊，纳米石墨微粒具有良好的自润滑性能，在磨损时释放可以形成保护膜，减少材料间的直接接触，降低磨损和磨损速率，改善复合材料耐磨性能；最后，通过进一步的真空热压工艺使复合材料固化为一体。
19、更具体而言，弹性体层制备及第一次挂浆处理技术方案中，首先对油菜秸秆纤维进行微波处理，旨在使其表面糙化，更易与凹凸棒和聚乙烯醇接触；凹凸棒与聚乙烯醇溶液在油菜秸秆表面挂浆时，聚乙烯醇属于弹性体，而凹凸棒则能进一步提高聚乙烯醇与油菜秸秆的结合强度；高压均质可以使凹凸棒晶束更加分散，避免因团聚引起的应力集中；挂浆过程中超声处理，可以活化秸秆和凹凸棒表面的活性基团，同时增加凹凸棒的分散性，进而提高界面结合强度。
20、自润滑层制备及第二次挂浆处理技术方案中，液体硅烷偶联剂与纳米石墨粉结合，在丙酮溶液中形成纳米石墨粉胶囊；由于聚乙烯醇不溶于丙酮，因此已包覆聚乙烯醇弹性体缓冲层的秸秆粉末放入丙酮溶液时，硅烷偶联剂与石墨粉形成的自润滑胶囊可直接附着在已有的弹性体缓冲层表面，形成自润滑层。
21、本专利技术的有益效果为：
22、在技术创新方面，本专利技术通过引入弹性体缓冲层和自润滑胶囊层，提供了一种自润滑耐磨本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自润滑耐磨损油菜秸秆/聚氯乙烯复合材料制备方法，其特征是包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种自润滑耐磨损油菜秸秆/聚氯乙烯复合材料制备方法，其特征在于：步骤一中，油菜秸秆和蒸馏水的比例为100 g:1 L～100 g:1.5 L；微波功率为450 W，时间为2～2.5 min。
3.根据权利要求1所述的一种自润滑耐磨损油菜秸秆/聚氯乙烯复合材料制备方法，其特征在于：步骤二中，凹凸棒、聚乙烯醇和水的质量比为：3:10:50；电磁搅拌时间为15-20分钟；高压均质的压力为70～80 MPa，循环均质6次，每次5分钟，每个循环之间间隔2分钟。
4.根据权利要求1所述的一种自润滑耐磨损油菜秸秆/聚氯乙烯复合材料制备方法，其特征在于：步骤三中，油菜秸秆、缓冲层溶液比例为100g:1L～100g:1.5L；超声处理采用频率为25 kHz，时长为25～30 min，振幅为50～60%。
5.根据权利要求1所述的一种自润滑耐磨损油菜秸秆/聚氯乙烯复合材料制备方法，其特征在于：步骤五中，液体氨基硅烷偶联剂与纳米石墨粉的比例为质量比1:
6.根据权利要求1所述的一种自润滑耐磨损油菜秸秆/聚氯乙烯复合材料制备方法，其特征在于：步骤六中，步骤四所得粉碎颗粒与步骤五所得混合液的比例为100 g:1 L～100g:1.5 L；电磁搅拌时长为20～25分钟；干燥温度为70～80 ℃。
7.根据权利要求1所述的一种自润滑耐磨损油菜秸秆/聚氯乙烯复合材料制备方法，其特征在于：步骤七中，步骤六所得粉碎后的颗粒、聚氯乙烯、稳定剂和偶联剂的混合质量比为100：100：8：5；真空热压温度在170～180 ℃，热压保持时间为25～30 min，热压压力为20MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种自润滑耐磨损油菜秸秆/聚氯乙烯复合材料制备方法，其特征是包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种自润滑耐磨损油菜秸秆/聚氯乙烯复合材料制备方法，其特征在于：步骤一中，油菜秸秆和蒸馏水的比例为100 g:1 l～100 g:1.5 l；微波功率为450 w，时间为2～2.5 min。
3.根据权利要求1所述的一种自润滑耐磨损油菜秸秆/聚氯乙烯复合材料制备方法，其特征在于：步骤二中，凹凸棒、聚乙烯醇和水的质量比为：3:10:50；电磁搅拌时间为15-20分钟；高压均质的压力为70～80 mpa，循环均质6次，每次5分钟，每个循环之间间隔2分钟。
4.根据权利要求1所述的一种自润滑耐磨损油菜秸秆/聚氯乙烯复合材料制备方法，其特征在于：步骤三中，油菜秸秆、缓冲层溶液比例为100g:1l～100g:1.5l；超声处理采用频率为25 khz...
【专利技术属性】
技术研发人员：张克平，杨君乾，张茜，羊仲青，
申请(专利权)人：甘肃农业大学，
类型：发明
国别省市：
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