[发明专利]一种聚酰亚胺复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于润滑材料技术领域，尤其涉及一种聚酰亚胺复合材料。本发明利用多组分间的协同调控作用，能够实现聚酰亚胺润滑材料良好机械性能与摩擦性能的兼容。根据实施例可知，本发明的聚酰亚胺复合材料的压缩强度≥150MPa(GB/T 1448)；摩擦系数≤0.15，磨痕宽度≤3.0mm(GB/T 3960，M‑2000试验机测试标准，200N，0.43m/s)；摩擦系数≤0.06，磨痕宽度≤4.5mm(GB/T 3960，M‑2000试验机测试标准，1000N，0.43m/s)。

技术领域

本发明涉及润滑材料技术领域，尤其涉及一种聚酰亚胺复合材料及其制备方法。

背景技术

聚合物润滑材料具有轻质、高强、可设计性强等特性，可用来替代金属及陶瓷材料制作齿轮、轴承、滑轮、滑块、自锁螺母、衬套、导轨、活塞环和密封圈等，在航空、航天、海洋、武器装备及重型机械等技术领域中具有不可替代的重要地位。

聚酰亚胺类润滑材料是以耐高低温、高强度、低密度、综合性能优良的聚酰亚胺为主体，并在其中添加多种粉末状固体润滑剂和添加剂以及纤维类、石墨烯等增强材料，经混合、压制、烧结后制成的一种自润滑材料，具有机械强度高、硬度高、耐磨损、低摩擦、耐高低温、化学稳定性好以及耐辐射等优异的性能，是一类性能优良的润滑材料，它的综合性能也是其他特种工程塑料无法比拟的，被世人誉为“解决问题的能手”，广泛应用于航空、航天、机械、电气、原子能、微电子、薄膜和液晶显示等高技术领域。此外，这类润滑材料可以制成适合不同严苛环境的低摩擦自润滑贴片、固体润滑保持架、叶片和滑片，以及自润滑轴径轴承、轴瓦、导向轴套、导向板和垫片等零部件，尤其适于作为高真空、强辐照、高强、高硬和低密度的空间润滑材料。

然而，现有聚酰亚胺润滑材料在高载荷下磨损严重，难以实现低摩擦、高耐磨、高承载与良好加工性能的兼容。因此，同时提高聚酰亚胺润滑材料的机械性能和耐磨性能具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚酰亚胺复合材料，该复合材料具有极低的摩擦系数、良好的耐磨性能和较高的抗压强度。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种聚酰亚胺复合材料，包括如下重量份数的制备原料：

聚酰亚胺50～75份、碳纤维3～10份、聚四氟乙烯5～20份、石墨5～10份、二硫化钼5～25份、石墨烯0.1～1份。

优选的，所述聚酰亚胺的粒径为50～75μm。

优选的，所述碳纤维的直径为5～7μm，长径比为5～10:1。

优选的，所述聚四氟乙烯的粒径为20～100μm。

优选的，所述石墨的粒径为1～20μm。

优选的，所述二硫化钼的粒径为1～20μm。

优选的，所述石墨烯的尺寸为1～10μm，厚度为1～3nm。

本发明提供了上述技术方案所述聚酰亚胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将石墨烯、聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼、碳纤维和聚酰亚胺分散到乙醇中，将所得混合物料依次进行抽滤、干燥和粉碎，得到粉料；

将所述粉料进行热压成型，得到聚酰亚胺复合材料。

优选的，所述分散在超声和搅拌条件下进行，所述分散的时间为30～60min；所述超声的功率为400～700W，频率为20～40kHz；所述搅拌的速率为500～1200r/min。

优选的，所述热压成型的压力为15～20MPa，温度为360～380℃，时间为150～200min。