[发明专利]一种PMMA改性PTFE的高耐磨自润滑涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种PMMA改性PTFE的高耐磨自润滑涂层的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：a、制备PTFE纳米分散液，b、滴加MMA单体和过硫酸钾溶液；c、聚合反应得到PMMA改性PTFE粉末；d、制备溶剂：e、制备PMMA改性PTFE复合涂覆液：f、制备PMMA改性PTFE涂层。所述制备方法成型工艺简便，施工性强,制备成本低廉；制备的PMMA改性PTFE高耐磨自润滑涂层具有优良的自润滑性能、耐磨性能、稳定性和耐腐蚀性能，可在高温、空气或真空、腐蚀、辐射、高载荷等特殊环境下应用。

技术领域

本发明属于复合材料涂层的技术领域，尤其涉及PMMA改性PTFE的高耐磨自润滑涂层的制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯(PTFE)作为结构和润滑的工程材料应用是最有前途的材料之一，它是一种具有超低摩擦系数的自润滑材料。然而，由于纯PTFE的力学性能差(包括严重蠕变行为)、线性膨胀系数高、导热系数差和耐磨性差，并且与金属材料的涂层相容性较差，因此其应用受到了很大的限制。长期以来，改善材料的自润滑性和耐磨性能已成为人们关心和重视的课题。通常，提高材料的摩擦学性能主要有以下两种技术手段。第一，在聚合物基体中添加具有低剪切强度和自润滑性的润滑粒子，如添加二硫化钼、氮化硼、石墨等，以降低材料的摩擦系数。第二，在聚合物基体中添加硬质颗粒或纤维增强剂，以提高材料的耐磨性。然而经填充后的PTFE的摩擦系数往往也会不同程度地增加，而且经填充后的PTFE涂层膜需要经过底漆、中间层、面漆二次甚至多次烧结，导致最终涂膜与基材的结合性能大大降低，进而影响涂层的使用寿命并大大降低涂层可施工性。发明专利CN 103628058A公开了“一种高耐磨性金属基自润滑涂层的制备方法”，该方法所描述的涂层需经涂覆、干燥、电子加速器辐照，而且辐照需要惰性气体保护，导致生产工艺复杂、效率低、成本高。

发明内容

针对上述现有材料以及技术存在的缺陷，本发明提供一种可施工性强、操作性强、高耐磨、使用寿命长、制备成本低的PMMA改性PTFE的高耐磨自润滑涂层的制备方法。本发明首先制备PMMA改性PTFE粉末(PTFE&PMMA),之后将其与聚苯硫醚树脂(PPS)、聚酰亚胺(PI)树脂均匀混合,经涂覆和一次烧结工序,制得一种PMMA改性PTFE的高耐磨自润滑涂层。

本发明的制备方法如下：

(1)PMMA改性PTFE复合涂料的制备过程：

①PMMA改性PTFE粉末的制备：

a、按组成配比，称取一定量的PTFE纳米分散液，加入500ml去离子水，200～600rmp搅拌10～30min得到分散液A；

b、氩气氛围下，温度为79～90℃，转速为300～800rmp，向分散液A中缓慢滴加MMA单体，稳定10～30min，加入10ml浓度为40～80mol/L过硫酸钾溶液；

c、氩气氛围下反应2-48h，反应结束后多次过滤、洗涤，在70～90℃下干燥2～12h，得到PMMA改性PTFE粉末。

②PMMA改性PTFE复合涂料的制备：

a、复合涂料的混合溶剂的制备：溶剂组成如下质量比例关系，无水乙醇:二甲基乙酰胺:蒸馏水:十二烷基苯磺酸钠＝35～40:15～20:48～50:2～3，搅拌混合均匀即可。

b、PMMA改性PTFE复合涂覆液的制备：选用超细增韧PPS树脂，分子量为8000～10000的PI树脂，流平剂410，助膜剂加入上述混合溶剂中，其中各原料用量有如下质量比例关系，PPS:PI:PTFE&PMMA:流平剂＝20～30:5～20:75～80:

0.3～0.5:0.3～0.5，加入步骤a的混合溶剂中，搅拌均匀，其中，所述原料与溶剂的质量比＝2～4:10～15。

(2)PMMA改性PTFE涂层的制备过程：