[发明专利]一种纳米Al2O3/聚四氟乙烯复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型复合材料的制备方法，具体涉及一种纳米Al₂O₃/聚四氟乙烯耐磨复合材料的制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯材料本身具有耐高温和低温、耐化学腐蚀、不吸水的特性，介电性能优异，但纯聚四氟乙烯因摩擦系数低和较低的抗拉、抗压强度，不适宜单独作为摩擦材料使用，尤其是结晶度高和分子链结构对称呈现非极性，致使其难于被粘结，制约其广泛应用。为此，科学工作者采取多种手段尝试解决聚四氟乙烯的表面粘结问题。目前，主要应用化学改性法来改善其界面结合性能，以提高复合材料的综合性能。这些方法在一定程度上虽然改善了界面相的结合力，提高了复合材料的使用价值，但达不到理想的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米Al₂O₃/聚四氟乙烯复合材料的制备方法，克服现有的聚四氟乙烯材料摩擦系数低、抗拉、抗压强度低，界面相的结合力差难于被粘结等缺点，采用本发明方法不但制备出具有优异摩擦磨损性能的纳米Al₂O₃/聚四氟乙烯复合材料，而且机械强度高，制备方法简单，成本低，界面相更易于结合。

纳米Al₂O₃具有优良的电气性能，其介电损耗小，比体积电阻大、强度高、硬度大、热膨胀系数小，且耐磨和耐热冲击性好等优点，是一种理想的结构材料，具有广阔的应用领域和市场，通过粉末混合法作为第二相颗粒填充基体，能有效提高复合材料的强度和断裂韧性。

一种纳米Al₂O₃/聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：将Al₂O₃按重量百分比4％-15％同75％-95％的聚酰亚胺、1％-10％的铅粉进行机械共混，然后将混合粉料放入不锈钢模具中压制成型，压力控制在50-60MPa，时间为50-60分钟，加压和卸压过程缓慢进行，将上述压制成型的坯料取出，放入马福炉中烧结，先缓慢升温至320℃，然后再以50℃/小时的速度升温至380-400℃，保温5-6小时，制得纳米Al₂O₃/聚四氟乙烯复合材料。

本发明采用纳米Al₂O₃填充改性聚四氟乙烯，有效提高了聚四氟乙烯复合材料的抗拉和抗压强度，制备出具有更加优异摩擦学性能和力学性能的复合材料，并且聚四氟乙烯复合材料制备方法简单，成本低，工艺性好。可应用于汽车刹车片以及承载力高无油润滑工程领域。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步说明本发明，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似方法及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

实施例1：

复合材料的组分重量百分比为：聚四氟乙烯：89％，纳米Al₂O₃：10％，铅粉：1％。

复合材料制备过程如下：

将纳米Al₂O₃同聚四氟乙烯、铅粉进行机械共混，然后将混合粉料放入不锈钢模具中压制成型，压力控制在50MPa，时间为60分钟，加压和卸压过程缓慢进行，将上述压制成型的坯料取出，放入马福炉中烧结，先缓慢升温至320℃，然后再以50℃/小时的速度升温至380℃，保温6小时，制得纳米Al₂O₃/聚四氟乙烯复合材料。

对制备得到的滑动轴承进行摩擦学试验，在加载3000N，滑动速度为3m/s条件下测得摩擦系数为0.14。

实施例2：

复合材料的组分重量百分比为：聚四氟乙烯：79％，纳米Al₂O₃：11％，铅粉：10％。

复合材料制备过程如下：

将纳米Al₂O₃同聚四氟乙烯、铅粉进行机械共混，然后将混合粉料放入不锈钢模具中压制成型，压力控制在60MPa，时间为50分钟，加压和卸压过程缓慢进行，将上述压制成型的坯料取出，放入马福炉中烧结，先缓慢升温至320℃，然后再以50℃/小时的速度升温至400℃，保温5小时，制得纳米Al₂O₃/聚四氟乙烯复合材料。

按照上述制备方法制备的复合材料按照标准测得其拉伸强度为124MPa。

实施例3：