[发明专利]一种原位合成硫化银纳米粒子增强聚四氟乙烯基复合润滑涂层的方法

说明书

本发明提供了一种原位合成硫化银（Ag₂S）纳米粒子增强聚四氟乙烯基复合润滑涂层的方法，先将单源前驱体分散到稀释剂中得到单源前驱体分散液，再将分散液与基粘结剂、润滑剂均匀混合得浆料，然后将浆料涂敷到基底表面，得到的湿膜置于烘箱中进行固化，在固化过程中单源前驱体发生热分解原位生成Ag₂S纳米颗粒，得到Ag₂S纳米粒子增强的聚四氟乙烯基复合润滑涂层。本发明通过单源前驱体的热分解在复合涂层固化过程中原位生成Ag₂S纳米粒子，这些Ag₂S纳米粒子尺寸较小、大小均一，具有良好分散性和分散稳定性，能够有效提高聚四氟乙烯基复合润滑涂层材料的力学性能和摩擦学性能。

技术领域

本发明涉及一种纳米颗粒增强复合材料，尤其涉及一种原位合成硫化银纳米颗粒增强聚四氟乙烯基复合润滑涂层及其制备，属于复合材料技术领域和固体润滑技术领域。

背景技术

随着纳米技术的发展，纳米粒子作为增强性填料已被加入到复合润滑涂层中，对复合润滑涂层的机械和摩擦学性能具有显著提高。纳米粒子在复合润滑涂层中的分散性是影响其增强效应的关键性因素。但纳米颗粒由于其高表面能而容易在复合润滑涂层中发生团聚，导致其分散性较差，这就极大限制了其对复合润滑涂层性能的提升。人们已经通过不同的方法来改善纳米颗粒在复合润滑涂层中的分散性，如机械研磨，超声波分散，化学改性修饰等等。尽管这些方法使得纳米颗粒的分散性有了很大的提高，但在复合润滑涂层制备过程中，这些纳米颗粒仍然不可避免地会发生团聚。也就是说，最终在复合涂层中获得单分散的纳米颗粒是极其困难的。此外，化学修饰等方法还需要经过反应、分离、洗涤等工序，这不但增加了生产成本，而且造成了大量资源浪费和严重的环境污染。因此，通过简便高效的方法使纳米颗粒在复合润滑涂层中获得良好分散性是制备纳米复合润滑涂层的关键。

发明内容

针对上述技术现状，本发明旨在提供一种原位合成硫化银（Ag₂S）纳米粒子增强聚四氟乙烯基复合润滑涂层。

本发明的一种原位合成Ag₂S纳米粒子增强聚四氟乙烯基复合润滑涂层的方法，先将单源前驱体分散到稀释剂中得到单源前驱体分散液，再将分散液与粘结剂、润滑剂均匀混合得浆料，然后将浆料涂敷到基底表面，得到的湿膜置于烘箱中进行固化，在固化过程中单源前驱体发生热分解原位生成Ag₂S纳米颗粒，得到Ag₂S纳米粒子增强的聚四氟乙烯基复合润滑涂层。

所述单源前驱体为二烷基二硫代氨基甲酸银，包括二乙基二硫代氨基甲酸银、二丁基二硫代氨基甲酸银、二正己基二硫代氨基甲酸银、二正辛基二硫代氨基甲酸银、N-甲基-N-羟乙基二硫代氨基甲酸银、N-乙基-N-羟乙基二硫代氨基甲酸银、N-丁基-N-羟乙基二硫代氨基甲酸银、N-丁基-N-苯基二硫代氨基甲酸银。单源前驱体在润滑涂层中的质量分数为8.0% ~ 15.0%。

所述稀释剂为N,N-二甲基甲酰胺/N-甲基吡咯烷酮混合溶剂，且N,N-二甲基甲酰胺/N-甲基吡咯烷酮的体积比为1:0.5 ~ 1:1.5。

所述粘结剂为环氧树脂和聚酰胺酰亚胺树脂，涂层粘结剂在润滑涂层中的质量百分数为35% ~75%。

所述润滑剂为聚四氟乙烯，润滑剂在润滑涂层中的质量百分数为30~55%。

所述浆料的固含量为15% ~30%。浆料可以涂敷到任意基材表面（不锈钢基材），涂敷前基材表面需预先经过除油、除锈、喷砂、超声等表面处理。

所述固化温度根据涂层粘结剂树脂的固化温度和单源前驱体的热分解温度来确定，必须确保基质涂层材料完全固化，单源前驱体能够得到有效分解。当粘结剂为聚酰胺酰亚胺树脂与环氧树脂混合物（质量比3:1）时，所述固化条件为：先在30~40 min 升温至140℃ ~ 160℃，保温30 min ~ 40 min，然后继续升温至230℃~ 260℃，保温60 min ~ 120min。