[发明专利]磁性含油微胶囊、自润滑环氧复合材料及制备方法和应用

说明书

本发明提供了磁性含油微胶囊、自润滑环氧复合材料及制备方法和应用，属于功能材料技术领域。本发明提供的磁性含油微胶囊，包括杂化外壳以及包封在所述杂化外壳内的润滑油，所述杂化外壳包括聚砜基体以及嵌在所述聚砜基体中的两亲性Fe₃O₄纳米粒子。本发明提供的磁性含油微胶囊的耐温性以及包封性好，使用过程中有利于充分发挥其润滑作用。将本发明提供的磁性含油微胶囊用于环氧树脂基体中，可以得到磁性含油微胶囊均匀分布的自润滑环氧复合材料，也可以通过磁场控制磁性含油微胶囊的分布以及位置，得到磁性含油微胶囊梯度分布的自润滑环氧复合材料，拓展了磁性含油微胶囊在摩擦学领域的应用。

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，尤其涉及磁性含油微胶囊、自润滑环氧复合材料及制备方法和应用。

背景技术

摩擦消耗了世界一次能源的1/3左右，磨损造成了约60％的设备破坏或故障。使用润滑材料是减少摩擦、降低磨损、实现节能降耗、保障装备运行的最有效手段。自润滑材料是指在工作过程中无需外加润滑剂，靠自身即可提供持续润滑的一类功能材料。包封润滑剂的微胶囊作为一种自润滑材料，不仅可以在摩擦过程(负载或温度)触发时将液体润滑剂从微胶囊释放到界面，而且克服了外部润滑的缺点，可以提高有效润滑过程的耐久性。

包封润滑剂的微胶囊的外壳对其性能有重要影响，其中有机外壳热稳定性有待提高，无机外壳结构较为疏松，包封性差，使得包封润滑剂的微胶囊的应用受到极大限制。

发明内容

本发明的目的在于提供磁性含油微胶囊、自润滑环氧复合材料及制备方法和应用，本发明提供的磁性含油微胶囊的耐温性以及包封性好，使用过程中有利于充分发挥其润滑作用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种磁性含油微胶囊，包括杂化外壳以及包封在所述杂化外壳内的润滑油，所述杂化外壳包括聚砜基体以及嵌在所述聚砜基体中的两亲性Fe₃O₄纳米粒子。

优选地，所述磁性含油微胶囊的平均粒径为30.53～86.12μm。

优选地，所述磁性含油微胶囊的含油率为50.3～55.6％。

本发明提供了上述技术方案所述磁性含油微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

将两亲性Fe₃O₄纳米粒子、氯化钠与水混合，得到水相；

将聚砜、润滑油与有机溶剂混合，得到有机相；

将所述有机相加入到所述水相中依次进行乳化处理和包封处理，得到磁性含油微胶囊。

优选地，所述两亲性Fe₃O₄纳米粒子由Fe₃O₄纳米粒子经硅烷偶联剂进行接枝改性得到。

优选地，所述乳化处理在转速为13000～18000rpm条件下进行，所述乳化处理的时间为3～7min；所述包封处理在转速为500～1000rpm条件下进行，所述包封处理的温度为30～36℃，时间为3～6h。

本发明提供了一种自润滑环氧复合材料，包括环氧树脂基体以及均匀分布或梯度分布在所述环氧树脂基体中的磁性含油微胶囊；所述磁性含油微胶囊为上述技术方案所述的磁性含油微胶囊或上述技术方案所述制备方法制备得到的磁性含油微胶囊。

优选地，所述环氧树脂基体由环氧树脂以及固化剂形成，所述磁性含油微胶囊的质量为环氧树脂以及磁性含油微胶囊总质量的5～20％。

本发明提供了上述技术方案所述自润滑环氧复合材料的制备方法，包括以下步骤：