[发明专利]一种环氧树脂-PTFE/TiO2/氧化石墨烯复合涂层及其制备办法

说明书

本发明公开了一种环氧树脂‑PTFE/TiO₂/氧化石墨烯复合涂层及其制备办法，涉及复合材料制备领域，所述复合涂层包括：环氧树脂、PTFE、TiO₂和氧化石墨烯，制备方法为：(1)将PTFE加入到正丁醇中，分散均匀形成PTFE分散液；(2)加入TiO₂；(3)加入氧化石墨烯和聚乙烯吡络烷酮；(4)加入到环氧树脂中，加入固化剂；(5)涂布在基体表面形成薄膜，加热固化，即得到环氧树脂‑PTFE/TiO₂/氧化石墨烯复合涂层。本发明通过改性可以使每种纳米粒子的优异性能都能够充分发挥，环氧树脂‑PTFE/TiO₂/氧化石墨烯复合涂层无论结合力、硬度、耐腐蚀性已经摩擦学性能都得到了大幅度的提高。

技术领域

本发明属于复合材料制备领域，具体涉及一种环氧树脂-PTFE/TiO₂/氧化石墨烯复合涂层及其制备办法。

背景技术

摩擦所造成的损失不仅会造成能源的损失和资源的浪费，而且由于材料的磨损会造成机械运转部件的精度、可靠性以及稳定性的降低，因此减小摩擦所带来的损失对保证机械设备的正常使用很有意义。

传统减摩擦膜材料常存在硬度不足、复合材料分布不均匀、耐腐蚀性能不好等问题。

PTFE虽然是一种性能优异的材料但是PTFE的加入会造成涂层的硬度下降的情况，因此需要通过别的手段对环氧树脂-PTFE复合涂层进行改性处理；TiO₂是一种提高涂层硬度非常好的纳米粒子，然而TiO₂表面含有羟基不但会增加涂层的亲水性还会导致TiO₂极易发生团聚，造成TiO₂的性能无法得到充分发挥的后果；理论上氧化石墨烯加入复合材料中后氧化石墨烯的片层结构会起到阻碍腐蚀介质的作用，但是由于氧化石墨烯自身极易发生团聚，所以导致氧化石墨烯的结构性能无法得到充分的发挥。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种环氧树脂-PTFE/TiO₂/氧化石墨烯复合涂层及其制备办法。

首先，本发明提供的环氧树脂-PTFE/TiO₂/氧化石墨烯复合涂层包括：环氧树脂、PTFE、TiO₂和氧化石墨烯，其中PTFE的含量为5wt％-50wt％，氧化石墨烯的含量为0.01wt％-5wt％，改性TiO₂的含量为0.5wt％-15wt％，其余为环氧树脂。

所述氧化石墨烯为改性氧化石墨烯，制备方法为：取水、乙醇、硅烷偶联剂配置成硅烷偶联剂水解液，将改性前的氧化石墨烯加入到硅烷偶联剂水解液中，加热搅拌反应，分离提纯得到改性氧化石墨烯。

所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550。

所述改性前的氧化石墨烯为表面带有含氧基团的氧化石墨烯，所述含氧基团优选为羟基或羧基。

所述硅烷偶联剂水解液中硅烷偶联剂：乙醇：水的质量比为(1-4):(3-12):(20-30)。

所述改性前的氧化石墨烯与硅烷偶联剂KH550的质量比为(0.5-2):(10-30)。

所述反应，在磁力搅拌条件下进行，反应温度为60-80℃，反应时间为12-24h。开始反应前，需超声分散0.5-3h使改性前的氧化石墨烯分散均匀。

所述分离提纯，具体为：离心取沉淀，加入乙醇重悬后离心取沉淀并重复此操作两次，加入去离子水重悬后离心取沉淀并重复此操作两次，所得沉淀60℃下干燥。