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专利号: 2022104366172
申请人: 滨州学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 有机高分子化合物;其制备或化学加工;以其为基料的组合物
更新日期:2025-04-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种聚醚醚酮多元纳米润滑复合材料,其特征在于,按重量份数计,所述复合材料包括:50‑80份聚醚醚酮,10‑25份丁苯橡胶,15‑35份纳米聚四氟乙烯,30‑50份复合纳米粒子。

2.根据权利要求1所述的聚醚醚酮多元纳米润滑复合材料,其特征在于,按重量份数计,所述复合材料包括:60‑80份聚醚醚酮,10‑20份丁苯橡胶,20‑35份纳米聚四氟乙烯,40‑

50份复合纳米粒子;

优选地,按重量份数计,所述复合材料包括:80份聚醚醚酮,15份丁苯橡胶,30份纳米聚四氟乙烯,45份复合纳米粒子;

进一步优选地,按重量份数计,所述复合材料包括:80份聚醚醚酮,25份丁苯橡胶,35份纳米聚四氟乙烯,50份复合纳米粒子;

优选地,所述纳米聚四氟乙烯的粒径为50‑100nm。

3.根据权利要求1或2所述的聚醚醚酮多元纳米润滑复合材料,其特征在于,所述复合纳米粒子通过包括以下步骤的方法制备:(1)银负载六方氮化硼纳米片制备:

S1‑1:将比例为(1.0~2.5)g:(1.0~2.5)g:(50~80)ml的六方氮化硼纳米片、油酸钠和二甲基甲酰胺超声分散30‑90min,得到分散液M;

S1‑2:将10wt%的AgNO3溶液和步骤S1‑1得到的分散液M经超声分散90‑150min,得分散液N,其中AgNO3与分散液M比例为0.5mol‑4mol:1g;

S1‑3:将步骤S1‑2所得的分散液N在40‑80℃下水热反应,反应时间为1‑4h,之后通过过滤收集沉淀,洗涤,干燥,得到负载银的六方氮化硼纳米片,标记为Ag/BN;

(2)共价有机骨架纳米材料(COF)修饰的Ag/BN的制备将COF和步骤(1)制备的Ag/BN加入到异丙醇中经超声30‑60min混合,然后离心收集固体,干燥得到共价有机骨架纳米材料(COF)修饰的Ag/BN,即所述复合纳米粒子,标记为Ag/BN@COF;

优选地,在步骤(1)的S1‑1中,超声分散70‑90min;

优选地,在步骤(1)的S1‑2中,AgNO3与分散液M的比例为2‑3mol:1g;

优选地,在步骤(1)的S1‑3中,所述加热反应在50℃下进行;进一步优选地,反应时间为

2h;

优选地,在步骤(2)中,超声50‑60min;

优选地,在步骤(2)中,以质量计,所述COF与Ag/BN的比例为1:(0.5~1),进一步优选地为1:0.8‑0.9。

4.根据权利要求3所述的聚醚醚酮多元纳米润滑复合材料,其特征在于,在步骤(2)中,所述共价有机骨架纳米材料(COF)通过包括如下步骤的方法制备:在惰性气体保护下,将摩尔比为1:1.5的三聚氰胺和对苯二甲醛加入到二甲基亚砜中,在超声条件下溶解,其中二甲基亚砜的用量为对苯二甲醛的5倍摩尔量;然后将上述体系在磁力搅拌下加热至160℃,反应60h;当反应完成时,温度冷却到室温,所得产物通过N,N‑二甲基甲酰胺过滤提纯,再依次采用四氢呋喃、丙酮,二氯甲烷索氏提取12h,所得产物干燥,即为所述共价有机骨架纳米材料(COF)。

5.一种权利要求1‑4中任一项所述的聚醚醚酮多元纳米润滑复合材料的制备方法,其中所述制备方法包括以下步骤:S2‑1:按计量份数称取聚醚醚酮与丁苯橡胶,机械搅拌混合,经双螺杆挤出机熔融挤出,挤出的料条经过水槽冷却后切粒得到产品;

S2‑2:按照计量份数将步骤S2‑1所得的产品、纳米聚四氟乙烯以及复合纳米粒子机械搅拌混合均匀;

S2‑3:将步骤S2‑2所得的产物真空干燥,干燥温度为40‑70℃;

S2‑4:将步骤S2‑3所得的产物经注射成型制备得到所述聚醚醚酮多元纳米润滑复合材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,在步骤S2‑1中,所述双螺杆挤出机的各区温度为320‑340℃,350‑370℃,350‑380℃,螺杆转速为100‑240r/min;更有优选地,所述双螺杆挤出机的各区温度为340℃,350℃,380℃,,螺杆转速为200‑220r/min;

优选地,在步骤S2‑3中,所述干燥温度为50℃;

优选地,在步骤S2‑4中,所述注射成型的条件为:注射机各段温度为310‑330℃,340‑3

360℃,350‑370℃,模具温度为130‑170℃,注射压力为1000‑1400kg/cm ;更优选地,所述注射成型的条件为:注射机各段温度为330℃,350℃,370℃,模具温度为140‑150℃,注射压力3

为1100‑1300kg/cm。

7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,在步骤S2‑2中,所述复合纳米粒子通过包括以下步骤的方法制备:(1)银负载六方氮化硼纳米片制备:

S1‑1:将比例为(1.0~2.5)g:(1.0~2.5)g:(50~80)ml的六方氮化硼纳米片、油酸钠和二甲基甲酰胺超声分散30‑90min,得到分散液M;

S1‑2:将10wt%的AgNO3溶液和步骤S1‑1得到的分散液M经超声分散90‑150min,得分散液N,其中AgNO3与分散液M的比例为0.5mol‑4mol:1g;

S1‑3:使步骤S1‑2所得的分散液N在40‑80℃下水热反应,反应时间为1‑4h,之后通过过滤收集沉淀,洗涤,干燥,得到负载银的六方氮化硼纳米片,标记为Ag/BN;

(2)共价有机骨架纳米材料(COF)修饰的Ag/BN的制备:将COF和Ag/BN加入到异丙醇中经超声30‑60min混合,然后离心收集固体,干燥得到共价有机骨架纳米材料(COF)修饰的Ag/BN,即所述复合纳米粒子,标记为Ag/BN@COF。

8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述共价有机骨架纳米材料(COF)通过包括如下步骤的方法制备:在惰性气体保护下,将摩尔比为1:1.5的三聚氰胺和对苯二甲醛加入到二甲基亚砜中,在超声条件下溶解,其中二甲基亚砜的用量为对苯二甲醛的5倍摩尔量;然后将上述体系在磁力搅拌下加热至160℃,反应60h;当反应完成时,温度冷却到室温,所得产物通过N,N‑二甲基甲酰胺过滤提纯,再依次采用四氢呋喃、丙酮,二氯甲烷索氏提取12h,所得产物干燥,即为共价有机骨架纳米材料(COF)。

9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,在步骤(1)的S1‑1中,超声分散70‑

90min;

优选地,在步骤(1)的S1‑2中,AgNO3与分散液M的比例为2‑3mol:1g;

优选地,在步骤(1)的S1‑3中,所述水热反应在50℃下进行;进一步优选地,反应时间为

2h;

优选地,在步骤(2)中,超声50‑60min;

优选地,在步骤(2)中,以质量计,所述COF与Ag/BN的比例为1:(0.5~1),进一步优选地为1:0.8‑0.9。

10.一种权利要求1‑4中任一项所述的聚醚醚酮多元纳米润滑复合材料和权利要求5‑9中任一项所述的制备方法制备得到的聚醚醚酮多元纳米润滑复合材料作为固体润滑材料在铁路机车轮缘中的应用。