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专利摘要

本发明公开了一种基于磷酸镉改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料及制备方法。复合材料由磷酸镉微米颗粒和超高分子量聚乙烯基体组成，先通过化学合成反应制备得到磷酸钴材料，再将其与超高分子量聚乙烯基体粉末机械共混均匀。采用热压成型法将混合粉料加热模压熔融后固化成型，待冷却脱模后即可得UHMWPE减摩抗磨复合材料。磷酸镉颗粒的加入显著降低了UHMWPE复合材料的摩擦磨损，由于磷酸镉颗粒是一种不规则片层堆叠状结构，在模压过程中聚合物基体分子链进入磷酸镉表面凹陷中形成互锁结构，不易在摩擦过程中剥落，进入摩擦界面后受剪切力作用破碎成磷酸镉纳米片形成润滑保护膜，有效削弱了复合材料摩擦表面的损伤。本发明制备的UHMWPE减摩抗磨复合材料在自润滑轴承、导轨、衬垫材料等方面有较高的应用价值。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202311213380.2
申请日期:
2023-09-19
专利申请人:
中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司
分类号:
C08L23/06
发明/设计人:
段海涛，杨田，詹胜鹏，贾丹，李晓静，马利欣，段林林
权利要求: 1.一种基于磷酸镉改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：由超高分子量聚乙烯、磷酸镉组成。2.如权利要求1所述一种基于磷酸镉改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：所述磷酸镉的微观形貌是不规则片层堆叠状颗粒。3.如权利要求1所述一种基于磷酸镉改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯和磷酸镉均为粉末状，先将二价可溶性镉盐溶液逐滴加入缓冲溶液中，搅拌充分反应后分离沉淀物并干燥后得到磷酸镉材料，然后将超高分子量聚乙烯粉末和充分干燥后的磷酸镉粉末经过机械混合通过热压机固化成型形成用于工程装备的减摩耐磨聚合物材料。4.如权利要求1所述一种基于磷酸镉改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：所述UHMWPE减摩抗磨复合材料中的磷酸镉纳米材料含量为1～8wt.％。5.一种权利要求1-4任意一项所述的一种基于磷酸镉改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、选配超高分子量聚乙烯粉末；选配磷酸镉粉末；步骤2、将步骤1选配的超高分子量聚乙烯粉末和磷酸镉粉末混合均匀，形成混合粉末；步骤3、将混合粉末置于模具中，采用热压机进行先预压后固化成型最后冷却脱模。6.如权利要求5所述一种基于磷酸镉改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：所述混合粉末在模具中热压之前，先在50～80℃条件下利用干燥箱进行烘干。7.如权利要求5所述一种基于磷酸镉改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：所述步骤3中，预压的压力为20～30MPa；预压2～5次，每次3～5min。8.如权利要求7所述一种基于磷酸镉改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：所述步骤3中，固化成型的模具设定温度为165～185℃，固化时间为保温2～4h。9.如权利要求8所述一种基于磷酸镉改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：所述步骤3中，固化成型时，保温2～4h后，停止对模具加热，将模具置于空气中自然冷却，冷却过程中，根据模具温度的下降逐渐增加热压机的压力，直至施加热压压力达到120～150MPa后保压；模具自然冷却至室温时，卸压脱模，即得到UHMWPE减摩抗磨复合材料。10.如权利要求9所述一种基于磷酸镉改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：所述步骤3的冷却过程中热压机施压参数为：当温度降低至108～112℃时，施加压力20～30MPa保压；当温度冷却至98～102℃，施加压力50～60MPa保压；当温度冷却至88～92℃，施加压力80～90MPa保压；等温度冷却至78～82℃，施加压力120～150MPa保压直至冷却至常温。