[发明专利]一种耐磨自润滑复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种耐磨自润滑复合材料，其特征在于，该耐磨自润滑复合材料含有树脂基体、分散在所述树脂基体中的聚酰亚胺纤维和聚对苯撑苯并二噁唑纤维，所述树脂基体为聚四氟乙烯，所述聚酰亚胺纤维由联苯型聚酰亚胺形成；

以耐磨自润滑复合材料的体积为基准，所述聚酰亚胺纤维和聚对苯撑苯并二噁唑纤维的总体积为45-70％，所述树脂基体的体积为30-55％；

聚酰亚胺纤维和聚对苯撑苯并二噁唑纤维的体积比为1：0-0.2，且聚对苯撑苯并二噁唑纤维体积不为0。

2.根据权利要求1所述的耐磨自润滑复合材料，其中，所述聚酰亚胺纤维的拉伸强度大于2GPa；

所述聚酰亚胺纤维的拉伸模量大于60GPa；

所述聚酰亚胺纤维的断裂伸长率大于2％；

所述聚酰亚胺纤维的单丝直径为5-20μm；

所述聚酰亚胺纤维的密度为1.42-1.45g/cm³；

所述聚酰亚胺纤维的5wt％热分解温度大于550℃；

所述聚酰亚胺纤维的回潮率小于2％。

3.根据权利要求2所述的耐磨自润滑复合材料，其中，所述聚酰亚胺纤维的拉伸强度大于3GPa；

所述聚酰亚胺纤维的拉伸模量大于100GPa；

所述聚酰亚胺纤维的断裂伸长率大于3％；

所述聚酰亚胺纤维的单丝直径为15-20μm。

4.根据权利要求1或2所述的耐磨自润滑复合材料，其中，联苯型聚酰亚胺由第一芳香族二元酐、第二芳香族二元酐、第一芳香族二元胺和第二芳香族二元胺合成，所述第一芳香族二元酐不含醚键和硫醚键，所述第二芳香族二元酐的分子中含有醚键和硫醚键中的至少一种；所述第一芳香族二元胺不含醚键、硫醚键和酮键，所述第二芳香族二元胺的分子中含有醚键、硫醚键和酮键中的至少一种，以第一芳香族二元酐和第二芳香族二元酐的总摩尔数为基准，所述第一芳香族二元酐的含量为70-90mol％，所述第二芳香族二元酐的含量为10-30mol％，以第一芳香族二元胺和第二芳香族二元胺的总摩尔数为基准，所述第一芳香族二元胺的含量为70-90mol％，所述第二芳香族二元胺的含量为10-30mol％。

5.根据权利要求4所述的耐磨自润滑复合材料，其中，所述第一芳香族二元酐为3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐，所述第一芳香族二元胺为对苯二胺，所述第二芳香族二元酐为4,4’-对苯二氧双邻苯二甲酸酐和/或3,3’,4,4’-二苯硫醚四酸二酐，所述第二芳香族二元胺为4,4’-二(4-氨基苯氧基)联苯、4,4’-二氨基二苯硫醚、3,3’-二氨基二苯甲酮和1,4-亚苯基二[[4-(4-氨基苯氧基)苯基]甲酮]中的至少一种。

6.根据权利要求1或2所述的耐磨自润滑复合材料，其中，所述聚对苯撑苯并二噁唑纤维的拉伸强度大于4.5GPa；

所述聚对苯撑苯并二噁唑纤维的拉伸模量大于130GPa；

所述聚对苯撑苯并二噁唑纤维的断裂伸长率大于3.2％；

所述聚对苯撑苯并二噁唑纤维的密度为1.53-1.56g/cm³；

所述聚对苯撑苯并二噁唑纤维的5wt％热分解温度大于580℃；

所述聚对苯撑苯并二噁唑纤维的回潮率小于2％。

7.根据权利要求6所述的耐磨自润滑复合材料，其中，所述聚对苯撑苯并二噁唑纤维的拉伸强度大于5.5GPa；

所述聚对苯撑苯并二噁唑纤维的拉伸模量大于180GPa。

8.根据权利要求1或2所述的耐磨自润滑复合材料，其中，以耐磨自润滑复合材料的体积为基准，所述聚酰亚胺纤维和聚对苯撑苯并二噁唑纤维的总体积为50-60％，所述树脂基体的体积为40-50％。

9.根据权利要求1或2所述的耐磨自润滑复合材料，其中，该耐磨自润滑复合材料的拉伸强度大于500MPa，拉伸模量大于40GPa，摩擦系数小于0.1，5wt％热分解温度大于400℃。