[发明专利]一种复合改性聚四氟乙烯涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种复合改性聚四氟乙烯涂层的制备方法，属于聚四氟乙烯涂层技术领域，本发明通过添加无机富勒烯和碳纤维有望解决聚四氟乙烯涂层易磨损的缺点。取聚四氟乙烯乳液、生物质碳纤维、无机富勒烯、硅烷偶联剂混合后，进行超声溶解分散。以光滑铝板为喷涂基材，使用四氯化碳清洗表面，并在300℃下加热。将涂料均匀涂抹在预处理的基体上。将喷涂后的基体和涂层置于烘干箱，在80℃下干燥。将基体和涂层置于马弗炉中，进行固化并，随炉冷却至室温。本发明制备的无机富勒烯/生物质碳纤维复合改性聚四氟乙烯涂层具有优异的润滑性和耐磨性，可广泛应用于机械润滑领域。

技术领域

本发明涉及聚四氟乙烯涂层技术领域，尤其涉及一种复合改性聚四氟乙烯涂层的制备方法。

背景技术

轴承是目前工业设备中及其重要的零件，由于某些企业的关键设备在极其恶劣的工况下运行，设备重量大、服役温度高、粉尘大和腐蚀介质会对轴承润滑带来很多问题。目前很多轴承仍沿用传统润滑油、润滑脂，但是却往往不能满足工作要求，易发生轴承及其他摩擦副的咬伤和咬死。聚四氟乙烯(简写PEFT)具有优异的润滑性能，但是易磨损，因此研制润滑性能优异、耐磨的聚四氟乙烯十分重要，本发明提出一种无机富勒烯/生物质碳纤维复合改性聚四氟乙烯涂层的制备方法。

表面工程技术的作用就是制备出由于本体材料性能的表面覆盖层，赋予工件表面耐蚀性、耐磨性即获得电、磁、光、声、热等功能。

填充改性是聚四氟乙烯涂层改性方法中最简单有效的，就是在聚四氟乙烯涂层中引入一些改性材料(如石墨烯、碳纤维等)，但是碳纤维等材料与聚四氟乙烯的界面结合性能差，使制备的复合材料具有极大的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合改性聚四氟乙烯涂层的制备方法，解决背景技术中提到的技术问题。为了改善轴承的工作环境以提高其使用寿命，所述方法对聚四氟乙烯涂层进行填充改性处理，使用无机富勒烯和生物质碳纤维改性聚四氟乙烯，利用表面工程技术在轴承表面制备一层无机富勒烯/生物质碳纤维复合改性聚四氟乙烯涂层。

一种复合改性聚四氟乙烯涂层的制备方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：取聚四氟乙烯乳液、生物质碳纤维、无机富勒烯复合材料质量比为8:1.5:0.5，取占生物质碳纤维和无机富勒烯总质量1％的硅烷偶联剂，混合后，进行超声溶解分散60min，得到复合涂料；

步骤2：以50cm×30cm×3mm的光滑铝板为喷涂基材，使用四氯化碳清洗表面，并在300℃下加热20min；

步骤3：将上述步骤1中的涂料均匀涂抹在步骤2预处理的基体上，将喷涂后的基体和涂层置于烘干箱，在80℃下干燥30min；

步骤4：将上述步骤3得到的基体和涂层置于马弗炉中，加热到350℃进行固化，升温速度8℃/min，保温30min后，随炉冷却至室温。

所述步骤1的生物质碳纤维为甘蔗渣碳纤维，所述甘蔗渣碳纤维的制备过程为：

(1)将选取的甘蔗渣放入装有质量分数为5％的次氯酸钠溶液的烧杯中，浸泡12h，然后反复过滤至滤液pH接近中性，将过滤后的甘蔗渣放入烘干箱，在80℃下干燥10h；

(2)将干燥后的甘蔗渣与尿素水溶液接触，浸泡1h，将浸泡后的甘蔗渣取出，放入烘干箱，在80℃下干燥10h，尿素水溶液为尿素和去离子水体积比为1:1的混合液，浸泡和干燥重复2-3次；

(3)将得到的上浆甘蔗渣放入真空管式炉中，密封后，缓缓通入氮气，当排尽空气后，将真空管式炉的温度以5℃/min的速度升至400℃，保持400℃碳化40min；

(4)将真空管式炉的温度以5℃/min升至1200℃，保持1200℃石墨化20min；