[发明专利]一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明属于复合材料制备技术领域，本发明公开了一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料及其制备方法与应用。本发明的自润滑聚苯醚复合材料，包含下述重量份的组分：聚苯醚70‑90份、四水合钼酸铵0.179‑0.926份、硫脲0.208‑1.074份、玄武岩纤维10‑11.613份。本发明的自润滑聚苯醚复合材料成本低，加工简便，具有优良的润滑性能、机械性能好，可用于特殊工况下的润滑轴承制件，普适性强，应用广泛。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域，尤其涉及一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

聚苯醚(PPO)是一种在20世纪60年代发展起来的、综合性能良好、用途广泛的工程塑料。具有突出的电绝缘性和耐水性，同时具有较好的耐磨性、尺寸稳定性等，但是聚苯醚在受到应力时有开裂的倾向，而且熔体黏度高，加工成型困难，很大程度上限制了聚苯醚材料的应用。

通过添加纤维对聚苯醚进行改性可提高起耐应力开裂性，使得聚苯醚复合材料在各个领域得以发展，如齿轮、轴承、水泵等零部件。但是在使用过程中，这些零部件除了对起耐应力开裂性具有一定要求外，还需要具有较高的力学性能、尺寸稳定性以及自润滑性能。

玄武岩纤维的添加虽然在一定程度上改善了聚苯醚的力学性能，但与聚苯醚的结合不好，在摩擦过程中更容易脱落，磨损率和摩擦系数都会提高。

因此，如何公开一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料及其制备方法与应用，提高聚苯醚复合材料的耐应力开裂性、力学性能、尺寸稳定性以及自润滑性能是本领域亟待解决的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料及其制备方法与应用，本发明解决了现有的聚苯醚复合材料力学性能差、尺寸稳定性低以及自润滑性差的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料，包括如下质量份数的原料：聚苯醚70-90份、四水合钼酸铵0.179-0.926份、硫脲0.208-1.074份、玄武岩纤维10-11.613份。

优选的，所述玄武岩纤维的长径比为280-320：1。

本发明的另一目的是提供一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料的制备方法，包括如下步骤:

1)将玄武岩纤维进行除油处理，然后与四水合钼酸铵、硫脲和水混合，进行反应，得到二硫化钼@玄武岩纤维；

2)将聚苯醚和二硫化钼@玄武岩纤维混合，进行烧结得到耐磨聚苯醚自润滑复合材料。

优选的，所述玄武岩纤维除油处理为先采用用石油醚浸泡2.5-3.5h，再用无水乙醇抽滤。

优选的，所述玄武岩纤维、石油醚和无水乙醇的添加比为40-60g：100mL：100mL。

优选的，所述步骤1)中反应的温度为200-240℃，反应时间为22-26h。

优选的，所述步骤2)中的混合操作为先在500rpm下搅拌5-10min，然后加入乙醇，同时进行500rpm搅拌和480W超声分散1-2h，烘干后，再在3000rpm下搅拌5-10min；

所述聚苯醚和二硫化钼@玄武岩纤维的总量与乙醇的质量体积比为46g：400mL。

优选的，所述步骤2)中烧结的温度为250℃，烧结时间为2h。

优选的，所述聚苯醚在混合前还需要进行干燥，干燥温度为90-110℃，干燥时间为10-14h。

本发明的再一目的是提供一种耐磨聚苯醚自润滑复合材料制备方法制备得到的耐磨聚苯醚自润滑复合材料在机械部件中的应用。