聚合物基自润滑复合材料.pdf

摘要
申请专利号：	CN96122356.1	申请日：	1996.11.21
公开号：	CN1183435A	公开日：	1998.06.03
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回\|\|\|实质审查的生效申请日:1996.11.21\|\|\|实质审查的生效申请日:1996.11.21\|\|\|公开
IPC分类号：	C08L77/00; C08K3/30	主分类号：	C08L77/00; C08K3/30
申请人：	中国科学院兰州化学物理研究所;
发明人：	李同生; 刘旭军
地址：	730000甘肃省兰州市天水路342号
优先权：
专利代理机构：	中国科学院兰州专利事务所	代理人：	方晓佳
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内容摘要

一种聚合物基自润滑复合材料,可用作摩擦学材料。在全芳香族聚酰胺(聚间苯二甲酰间苯二胺)中填加二硫化钼和稀土化合物,在温度为290～330℃,压力为50～100MPa,时间为2～4小时下热压制成复合材料,此材料的摩擦系数为0.16～0.21,磨损率≤2.45×10－15m3(N.m),布氏硬度≥36.5,弯曲强度≥136MPa。

权利要求书

1：一种塑料基自润滑复合材料，由聚合物基体，固体润滑剂及改性剂等组成，可用作摩擦学材料，主要组成(重量百分含量)：全芳香族聚酰胺 55-87％二硫化钼 3～21％聚四氟乙烯 0～12 稀土化合物 1～11％
2：如权利要求1所说的聚合物基自润滑复合材料，其特征在全芳香族聚酰胺是聚间苯二甲酰间苯二胺。
3：如权利要求1所说的聚合物基自润滑复合材料，其特征在稀土化合物是氟化物或氧化物的一种或几种。

说明书

聚合物基自润滑复合材料
    本发明涉及一种可用作摩擦学材料的聚合物基自润滑复合材料。

    全芳香族聚酰胺树脂机械强度高，耐温性好(降解温度430℃以上)，可在200℃连续使用。热膨胀系数极低，尺寸稳定，是一种优良的聚合物材料。特别是在高温，超低温，高真空，有化学介质的场合及润滑油失效而无法使用的情况下，这种材料作为滑动部件特别合适。但作为自润滑材料，在实际应用中仍需进一步改善其摩擦磨损性能。

    本发明的目的在于提供一种新型聚合物基自润滑复合材料，它具有低摩擦，耐磨损，耐高温，并有优良的机械性能，可用作轴承、齿轮等部件。

    本发明通过如下措施实现：

    本发明由聚合物基体，固体润滑剂及改性剂等组成，主要组成为(重量百分比)：

               全芳香族聚酰胺                55-87％

               二硫化钼                      3-21％

               聚四氟乙烯                    0-12％

               稀土化和物                    1-11％

    本发明中的全芳香族聚酰胺是聚间苯二甲酰间苯二胺树脂(PMIA)，稀土化合物为氟化物或氧化物的一种或几种。

    本发明通过如下方法来制备：

    先将原料按配比称好，用混料机使全芳香族聚酰胺和二硫化钼(MoS2)、聚四氟乙烯(PTFE)、稀土化合物充分混合，用真空烘箱于70～90℃下干燥处理2～4小时，随炉冷却后备用。将粉料装模，在室温下予成型(压力为50～100MPa)，2～3小时加热至290～330℃后热压(50～100MPa)，保压(45～120分钟)，自然冷却，脱模、加工制样。

    图1为本发明制备方法的工艺流程图，它依次包括混料、干燥、冷压、烧结、保压、冷却、脱模、加工制样过程。

    本发明自润滑复合材料利用二硫化钼和聚四氟乙烯及稀土化合物的协同作用有效地改善了基体的摩擦磨损性能，使摩擦系数降低了50％以上，磨损率提高了约10倍，同时保持了基体的机械性能。

    本发明材料的基本性能如下：

                            表1.材料的基本性能    项目    样品  摩擦系数          磨损率      ×10-15m3/(N.m)   硬度   (HB) 弯曲强度   (MPa)  全芳香族聚酰胺     0.38            27.9    39.4   189全芳香族聚酰胺+MoS2      +稀土  0.16～0.21            ≤2.45    ≥36.5   ≥136注：1.磨擦磨损：MM-200型环-块试验机：国标GB3960-83。

    2.弯曲强度：国标GB-104279。

    3.硬度：国标GB9342-88。

    实施例1：按重量百分比全芳香族聚酰胺71％，二硫化钼20％，氟化镧4％，PTFE5％配料，用混料机充分混合，在真空烘箱中于90℃干燥处理2小时，随炉冷却。将粉料装模，于室温、90Mpa压力下予成型，以2～3℃/min升温至310℃，加压至90Mpa并保压90分钟，自然冷却，脱模，加工制样。制得材料的摩擦系数0.19，磨损率2.38×10-15m3/(N.m)，弯曲强度141Mpa，硬度36.9。

    实施例2：按重量百分比全芳香族聚酰胺81％，二硫化钼9％，氟化镧5％，PTFE5％配料，用混料机充分混合，在真空烘箱中于80℃干燥处理3小时，随炉冷却。将粉料装模，于室温、70Mpa压力下予成型，以2～3℃/min自由升温至320℃，加压70Mpa并保压80分钟，自然冷却，脱模，加工制样。制得材料的摩擦系数0.17，磨损率2.15×10-15m3/(N.m)，弯曲强度153Mpa，硬度37.4。

    表2是几种配方复合材料的摩擦磨损性能：

                   表2.复合材料的摩擦磨损性能             配方(vol％)   摩擦系数         磨损率    ×10-15m3/(N.m) PMIA75％+MoS217％+LaF34％+La2O34％     0.17         2.12 PMIA84％+MoS25％+LaF38％+Ce2O33％     0.20         2.40 PMIA67％+MoS219％+CeF36％+PTFE8％     0.18         2.24 PMIA68％+MoS215％+LaF38％+PTFE9％     0.16         1.78 PMIA81％+MoS213％+LaF33％+La2O33％     0.21         2.03