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专利摘要

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种自润滑复合材料及其制备方法和应用。本发明提供的自润滑复合材料，制备原料包括二维层状纳米材料、环氧树脂和固化剂；所述二维层状纳米材料的每个片层由若干层MXene单元组成；所述二维层状纳米材料与环氧树脂的质量比为(0.1～40):(60～99.9)；所述固化剂的质量为环氧树脂质量的10～15％。本发明通过在环氧树脂基体中添加具有类石墨烯结构的二维层状纳米材料，得到在边界、混合润滑条件下具有优良摩擦学性能的自润滑复合材料。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202010001275.2
申请日期:
2020-01-02
专利申请人:
中国科学院兰州化学物理研究所
分类号:
C08L63/00;C08K7/00;C08K3/14;C08G59/50
发明/设计人:
郭丽和，王廷梅，王齐华，张嘎
权利要求: 1.一种自润滑复合材料，其特征在于，制备原料包括二维层状纳米材料、环氧树脂和固化剂；所述二维层状纳米材料的每个片层由若干层MXene单元组成；所述二维层状纳米材料与环氧树脂的质量比为(0.1～40):(60～99.9)；所述固化剂的质量为环氧树脂质量的10～15％；所述环氧树脂为液态；所述自润滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将二维层状纳米材料和环氧树脂进行第一混合，得到分散液；(2)将所述分散液和固化剂进行第二混合，进行固化，得到自润滑复合材料；所述第一混合包括依次进行的低速搅拌和高速搅拌；所述低速搅拌的转速为200～300rpm，所述低速搅拌的时间为5～20min；所述高速搅拌的转速为3000～6000rpm，所述高速搅拌的时间为3～10min；所述固化包括依次进行的预固化和完全固化；所述预固化的温度为25～40℃，所述预固化的时间为1～3h；所述完全固化的温度为80～120℃，所述完全固化的时间为0.5～3h。2.根据权利要求1所述的自润滑复合材料，其特征在于，所述二维层状纳米材料的片层厚度为10～30nm，尺寸大小为3～5μm。3.根据权利要求1所述的自润滑复合材料，其特征在于，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂或线性脂肪族环氧树脂；所述固化剂为脂肪胺类固化剂。4.权利要求1～3任一项所述自润滑复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将二维层状纳米材料和环氧树脂进行第一混合，得到分散液；(2)将所述分散液和固化剂进行第二混合，进行固化，得到自润滑复合材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第一混合包括依次进行的低速搅拌和高速搅拌；所述低速搅拌的转速为200～300rpm，所述低速搅拌的时间为5～20min；所述高速搅拌的转速为3000～6000rpm，所述高速搅拌的时间为3～10min。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第一混合在真空条件下进行，真空度为(-1～-0.8)×105Pa。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第二混合在搅拌条件下进行，所述搅拌的速度为3000～6000rpm，时间为5～10min。8.根据权利要求4或7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第二混合在真空条件下进行，真空度为(-1～-0.8)×105Pa。9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述固化包括依次进行的预固化和完全固化；所述预固化的温度为25～40℃，所述预固化的时间为1～3h；所述完全固化的温度为80～120℃，所述完全固化的时间为0.5～3h。10.权利要求1～3任一项所述自润滑复合材料或权利要求4～9任一项所述制备方法制备得到的自润滑复合材料作为滑动摩擦部件的应用。