CN109135137A - 石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种石墨烯‑镍磷‑聚四氟乙烯复合材料的制备方法，首先对聚四氟乙烯粉末进行等离子处理，继而对其进行敏化与活化、表面镀覆化学镀镍磷镀层并进行胺化，之后将乙二胺改性处理的经氧化还原制得的超细石墨烯粉末分散到胺化后的镍磷‑聚四氟乙烯颗粒中，最后经冷压成型和热处理工序处理，制得了摩擦学性能优良的聚四氟乙烯基耐磨减摩复合材料。本专利技术实现了石墨烯和镍磷微粒在聚四氟乙烯中均匀分布，避免了石墨烯和镍磷微粒在聚四氟乙烯中的聚团，有效提升了聚四氟乙烯的耐磨和减摩特性；应用该专利技术制备的复合材料具有机械强度大、热稳定性高、磨损率低、摩擦系数小和使用寿命长的优点，其可广泛用于机械、电子和航空航天等领域。

Description

石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备方法

技术领域

本发明涉及于自润滑聚合物材料技术领域，特别涉及一种石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备方法。

背景技术

近年来，随着工业制造技术的不断发展，各行业对于机器设备的可靠性提出了越来越高的要求。统计表明机器设备活动构件因磨损导致失效是影响设备运转可靠性的一个主要原因，而且磨损带来的经济损失数目巨大，给经济发展和产业升级都带来极大的压力。因此，有效减缓磨损和实现摩擦过程的监控，是保障设备稳定运行的技术关键，为此改善摩擦件和摩擦副间的润滑条件是提升设备运转可靠性的主要途径之一。传统润滑剂虽然可以有效降低运动接触界面的摩擦磨损状况，但是该类润滑系统存在结构复杂、质量较大、维护繁琐且成本高。随着自润滑材料的广泛应用，高分子聚合物及其复合自润滑材料因其自身具有的质量轻、摩擦性能优良等特点，有着极其广阔的应用前景。

聚四氟乙烯是一种具有优异减摩特性的自润滑聚合物材料，由于其极低的摩擦系数、高熔点、极高的化学稳定性等特点，使其成为一种重要的摩擦用首选材料。但聚四氟乙烯材料由于自身的分子结构特点，其在耐磨性能上存在耐磨性和耐高温性差的缺陷，限制了其更加广泛的应用。为提高聚四氟乙烯的综合摩擦磨损性能，现有技术中常常对聚四氟乙烯进行改性，例如将玻璃纤维、二氧化钛、二氧化锰等金属氧化物或氮化硼、金刚石等高硬度材料与聚四氟乙烯共混，以提高聚四氟乙烯的耐磨性能；将石墨、二硫化钼、蒙脱土等具有自润滑特性的材料与聚四氟乙烯共混，以提高或改善聚四氟乙烯的减摩性能。此外，现有技术中将各种纳米复合材料同聚四氟乙烯粉末混合，采用冷压成型和热处理工序，制得了系列聚四氟乙烯基的功能耐磨减摩材料，与纯聚四氟乙烯材料相比较，所制材料的摩擦学特性皆有较大提升，但其依然存在增效粒子在聚四氟乙烯中难以均匀分散的缺陷。公开号为CN102942757A的专利文献中公开了一种聚四氟乙烯复合摩擦材料及其制备方法，所述聚四氟乙烯复合材料由聚四氟乙烯、聚对羟基苯甲酸苯酯和六方氮化硼混合后，经真空热压烧结成型；采用该方法制备的复合材料生产工艺简单，提升了聚四氟乙烯复合材料的机械性能和承载能力，同时保持了较低的摩擦系数；但本公开的技术方案中存在对提升聚四氟乙烯复合材料的耐磨性欠佳的问题。公开号为CN105694309A的专利文献中公开了一种纳米β-二氧化锰-氧化石墨-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料的制备方法，其首先制备了氧化石墨粉末，同时对聚四氟乙烯粉末进行了紫外辐照和胺化处理，之后应用水热合成技术制备了纳米β-二氧化锰-氧化石墨-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料粉末，经冷模压后烧结成型；该方法制备的材料具有摩擦系数小、磨损率低、热稳定性高等优点；但采用上述技术方案对提升聚四氟乙烯的减摩性能方面作用有限，且其中的各增强组分在聚四氟乙烯基体中不易分散均匀。

发明内容

为克服现有技术的不足，并有效提升聚四氟乙烯综合摩擦工程应用效能，本发明提供了一种具有优良耐磨减摩性能的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备方法，首先将聚四氟乙烯粉末进行等离子处理，随后对其进行敏化和活化处理，进而应用化学镀工艺在敏化和活化处理后的聚四氟乙烯粉体上均匀镀覆镍磷合金镀层并对其进行胺化处理，然后将通过乙二胺改性处理的氧化还原石墨烯添加到表面镀覆有镍磷合金镀层的聚四氟乙烯粉末中，最终制得了石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料；石墨烯、镍磷合金在聚四氟乙烯中分散均匀，继而有效提升了聚四氟乙烯的耐高温性能和耐磨性能，本专利技术制备的聚四氟乙烯基复合材料具有优良的耐磨和减摩性能，其在摩擦学领域有广阔的工程应用前景。

一种石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

步骤一：对聚四氟乙烯粉末进行等离子处理；

步骤二：将聚四氟乙烯粉末的无水乙醇浸润处理后，配制氯化亚锡敏化液和氯化钯活化液，对聚四氟乙烯粉末进行敏化处理和活化处理；

步骤三：配制制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末所用化学镀镍磷镀液，制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料，并对其进行胺化处理；

步骤四：制备石墨烯超细粉末，并对其进行乙二胺改性处理；

步骤五：制备石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料，并对石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料进行成型处理。

优选地，步骤一中的对聚四氟乙烯粉末进行等离子处理的具体步骤如下：

S1：预设射频发生器的频率以及功率，将聚四氟乙烯粉末均匀地平铺至反应室内的两电极间的载物台上，调整两电极的间距至第一预设距离；使反应室的第一端与真空泵相连且反应室的第二端与进气系统相连；

S2:启动真空泵后，将反应室工作气压保持在第一压力值，在第一预设时间内持续通入空气；

S3：待反应室内气压稳定后，启动高频电源对聚四氟乙烯粉末进行辐照处理；

S4：等离子辐照处理完毕后，依次关闭射频电源、进气系统和真空泵，取出聚四氟乙烯粉末，将其在空气中放置第三预设时间，得到等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末。

进一步地，两电极间的第一预设距离为15mm；射频发生器的频率为13.56MHz，功率为500W；所述第一压力值为5Pa；第一预设时间为5min；空气的通入速率为150mL/min；高频电源的电压为40V，在40V电压下对聚四氟乙烯粉末进行辐照处理；所述辐照处理的时间为第二预设时间；辐照处理的时间为60～120s，以使其表面有C＝C键生成，以利于后续聚合反应的进行；第三预设时间为15～30min。

优选地，为改善聚四氟乙烯粉末的浸润性，对其进行无水乙醇的浸润处理，其具体步骤如下：

S1:将经等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末加入到盛有无水乙醇的容器中，聚四氟乙烯粉末与无水乙醇的质量比为1:10；

S2:将聚四氟乙烯粉末和无水乙醇的混合溶液进行磁力搅拌，磁力搅拌的时间为20～30min，磁力搅拌的转子速度控制在150～200r/min，以便使聚四氟乙烯粉末在无水乙醇中均匀分散，之后过滤收集截留的固体颗粒即得到了浸润处理的聚四氟乙烯粉末；

氯化亚锡敏化液配制具体步骤如下：

S1:室温下将氯化亚锡加入到质量浓度为37％浓盐酸中，氯化亚锡与浓盐酸的质量比为1:1；

S2:将溶液进行搅拌后，静置6～8h，使氯化亚锡完全溶解；

S3:待氯化亚锡完全溶解后，将去离子水加入到氯化亚锡和浓盐酸的混合溶液中，在加入去离子水的同时，对混合溶液进行搅拌，去离子水与浓盐酸的质量比为100:1；

S4:将完成S3步骤后的溶液进行磁力搅拌，进行磁力搅拌的时间为30min，得到了氯化亚锡敏化液；

氯化钯活化液配制的具体步骤如下：

S1:通过移液枪量取质量浓度为37％浓盐酸并将其加入到去离子水中，浓盐酸与去离子水的质量比为1:1000；

S2:去离子水和浓盐酸混合后，将混合溶液进行磁力搅拌10min，然后将氯化钯加入到混合溶液中，其中氯化钯与混合溶液的质量比为1:5000，磁力搅拌溶液使加入的氯化钯充分溶解；

S3:将S2中得到的溶液进行磁力搅拌30min，得到氯化钯活化液。

对聚四氟乙烯粉末进行敏化处理，其具体步骤如下：

S1:在室温下将无水乙醇浸润处理的聚四氟乙烯粉末加入到盛有氯化亚锡敏化液的容器中，聚四氟乙烯粉末与氯化亚锡敏化液的质量比为1:100；

S2:将装有聚四氟乙烯粉末和氯化亚锡敏化液的容器置于超声环境中进行超声处理；超声处理时间为5～10min，超声波频率为40kHz，超声水浴温度为50～60℃；

S3:对经过S2步骤后的混合溶液进行过滤，收集经过敏化处理后的聚四氟乙烯粉末，采用去离子水对所收集的聚四氟乙烯粉末进行至少一次洗涤；

S4:直至洗涤所用的去离子水的pH为中性，到了敏化的聚四氟乙烯粉末；

对聚四氟乙烯粉末进行活化处理，其具体步骤如下：

S1:将敏化处理后的聚四氟乙烯粉末加入到盛有氯化钯活化液的烧杯中，聚四氟乙烯粉末与氯化钯活化液的质量比为1:50；

S2:将添加有聚四氟乙烯粉末的氯化钯活化液置于超声波环境中进行超声处理；超声处理时间为5～10min，超声波频率为40kHz，超声水浴温度为50～60℃；

S3:经过超声处理后，对混合溶液进行过滤并收集进行活化处理后的聚四氟乙烯粉末；

S4：采用去离子水对S3中所收集的聚四氟乙烯粉末进行至少一次洗涤；

S5:直至洗涤用的去离子水的pH为中性，得到先后经敏化和活化处理的聚四氟乙烯粉末；

优选地，配制制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末所用化学镀镍磷镀液的具体步骤如下：

S1:室温下将次亚磷酸钠加入到盛有去离子水的容器中，次亚磷酸钠与去离子水的质量比为1.5～2:200；

S2:设定加热温度为50～60℃，进行加热水浴的同时进行磁力搅拌，转子速度控制在300～400r/min；

S3:当S2中的溶液温度升至50～60℃且次亚磷酸钠完全溶解后，依次将硫酸镍、柠檬酸、醋酸钠、丁二酸、氟化氢铵加入到溶液中，搅拌溶液使加入的各试剂溶解；

S4:待所加试剂皆充分溶解后，将溶液温度降至室温，并用质量浓度为25％的氨水将溶液的pH值调至4.4～5.4，得到化学镀镍磷镀液；

制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的具体步骤如下：

S1:将化学镀镍磷镀液温度以2℃/min的升温速率由室温升至80～85℃；

S2:将经敏化和活化处理并清洗干净后的聚四氟乙烯粉末加入到温度已升至80～85℃的化学镀镍磷镀液中并进行搅拌，聚四氟乙烯粉末与化学镀镍磷镀液的质量比为1:200；

其中S2中的搅拌从聚四氟乙烯粉末加入的开始直至施镀结束的整个过程，需要持续进行搅拌；搅拌时转子速度控制在300～400r/min；控制化学镀镍磷镀液的温度为80～85℃，在搅拌的同时对聚四氟乙烯粉末施镀，所述施镀的时间为60～90min。

S3:施镀结束后先停止搅拌，然后关闭电源温控系统，待镀液冷却至室温后对施镀液进行过滤收集固体颗粒，采用去离子水多次洗涤所收集的固体颗粒；

S4:直至等离子洗涤液的pH为中性，将洗涤干净的固体颗粒置于烘箱中干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为10h，得到镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末；

镍磷-聚四氟乙烯复合材料的胺化处理的具体步骤如下：

S1：在通风环境下，将质量浓度为98％的水合肼加入到无水乙醇中，得到水合肼乙醇混合溶液，水合肼与无水乙醇的质量比为1:2～3，进行磁力搅拌持续时间为15min，转子速度控制在150～200r/min；

S2:将经化学镀镍磷后制备的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末加入到水合肼乙醇溶液中，镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末与水合肼乙醇溶液的质量比为3～5:200；

S3:对S2中的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末和水合肼乙醇溶液的混合物进行密封，并在室温下磁力搅拌混合溶液45～60min，搅拌时的转子速度控制在150～200r/min；

S4：在通风环境下，对水合肼乙醇溶液进行过滤，将镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末过滤出来，再次对水合肼乙醇溶液滤液进行密封；

S5:将过滤后的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末平铺于洁净的不锈钢滤网上；不锈钢滤网置于S4中再次密封后的水合肼乙醇溶液上；

S6:将顶部置有平铺有水合肼浸渍处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的不锈钢滤网、以及水合肼乙醇溶液进行紫外辐照处理。

进一步地，反应时的温度控制为70～80℃、温度由温控系统进行控制，紫外灯从顶部向下进行照射，紫外灯的功率为40W、辐照波长为254nm；调整紫外灯位置，使其处于不锈钢滤网的正上方15cm处，反应器顶部预留有一个直径为1cm的气体挥发孔，反应器内挥发出的蒸汽由此孔排出并经通气管道排入盛有单独配制的质量浓度为5％的过氧化氢水溶夜的容器中进行吸收；紫外辐照处理的辐照温度为70～80℃，辐照时间为24～30h；紫外辐照处理结束后，将镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末从紫外辐照反应器中取出并置于真空干燥箱中于80℃温度下干燥处理6～9h，得到胺化处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末。

优选地，

制备石墨烯粉末的具体步骤如下：

S1:将浓硫酸加入到容器中，采用冰水浴冷却使其温度保持在0～5℃之间；然后向容器中加入石墨粉末；

S2:采用冰水浴控制容器内混合溶液温度不高于5℃，对混合溶液进行磁力搅拌，磁力搅拌的时间为90min，以使石墨粉末与硫酸溶液混合均匀；

S3:将质量分数为82～86％的高锰酸钾固体粉末按等质量分为3份、在1h内将其分3批次加入到混合溶液中，每批次高锰酸钾固体粉末加入的时间为5～10min；

S4:待3份高锰酸钾固体粉末全部加入后，将容器置于低温恒温槽内，控制容器内混合溶液的温度为12～15℃，对混合溶液进行持续搅拌30min；

S5:将混合溶液从低温恒温槽中取出，置于数控恒温水浴槽内，保持烧杯内混合溶液的温度在27～33℃、搅拌混合溶液反应2h，得到颜色为褐色的悬浮浑浊液；

S6:采用滴液漏斗将去离子水加入到褐色悬浮浑浊液中，去离子水与悬浮浑浊液的体积比为2:1；

S7:待去离子水加入完毕，S6中的混合溶液的温度升高至87～92℃之间，维持该温度进行搅拌反应，搅拌反应的时间为20～30min；

S8:向完成S7的搅拌反应的混合溶液中加入质量浓度为30％的过氧化氢，使溶液颜色变为亮黄色；

S9:对亮黄色溶液进行过滤，收集固体状态的滤饼，用质量浓度为5％的稀盐酸溶液对滤饼进行洗涤，得到金黄色的滤饼，用去离子水洗涤滤饼，直至去离子水洗涤液的pH为中性，将收集并洗净的滤饼固体置于干燥箱中在80℃下烘干；

S10:将烘干后的滤饼置于盛有去离子水的容器中，去离子水与滤饼的质量比为33～50:1，并将加有滤饼的去离子水混合溶液进行超声处理，得到均匀、颜色呈淡黄色的胶态溶液；

S11:混合溶液经过超声处理后，将质量浓度为50％的水合肼和质量浓度为25％的氨水加入到经过超声处理的混合溶液中，直至淡黄色胶态溶液变为黑色悬浮溶液，在室温下搅拌黑色悬浮溶液45～60min，之后进行离心处理以收集悬浮固体；

S12:用去离子水将悬浮固体洗涤至中性后，之后将其置于冰箱中冷冻干燥12h，得到凝胶态石墨烯；

S13:将干燥后的凝胶态石墨烯进行研磨，得到平均粒径为0.5μm的石墨烯超细粉末；

优选地，制备石墨烯粉末的S10中，超声波处理时间为2h，超声波频率为40kHz，超声波水浴温度为20～30℃；S11中离心处理的转速为4000r/min，离心时间为10min；S13中，在高能球磨机中进行研磨；该球磨机转速为1425r/min，研磨时间为10～15min。

优选地，对石墨烯粉末的乙二胺改性处理的具体步骤如下：

将研磨处理后的石墨烯粉末超声分散于N,N-二甲基乙酰胺溶液中，石墨烯粉末与N,N-二甲基乙酰胺溶液的质量比为1～2:250～400，超声处理时间为60～90min，超声波频率为40kHz；然后向超声处理后的溶液中加入乙二胺，并在80℃下将混合溶液磁力搅拌反应12～18h；混合溶液反应12～18h后，将混合溶液真空抽滤收集截留的固体，并用去离子水将收集的固体洗涤至中性，最后将洗净的固体在60℃下干燥10h，得到乙二胺改性石墨烯。

优选地，石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的制备的具体步骤如下：

S1:将乙二胺改性处理的石墨烯粉末加入到无水乙醇中，乙二胺改性处理的石墨烯粉末与无水乙醇的质量比为1～2:40，并进行超声振荡60～90min，超声波频率为40kHz，超声波水浴温度为25～35℃，使乙二胺改性石墨烯粉末在无水乙醇中均匀分散；

S2:将胺化处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末加入到分散有乙二胺改性石墨烯粉末的乙醇溶液中，并在室温下磁力搅拌混合溶液120～150min，使胺化镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末与乙二胺改性石墨烯粉末在乙醇溶液中均匀分散，制得石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯乙醇混合溶液；

S3:将所制石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯乙醇混合溶液置于干燥箱中，与100℃温度下干燥处理48h，得到石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯混合粉末；

S4:石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料的成型处理：

a、首先将石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末装入冷模压模具中进行压制成型，模具材质为304不锈钢、内腔直径为5cm，压制压强为45MPa，压制时间为20min；混合粉末压制处理后，将压制处理后的薄片从冷模压模具中取出，对其进行修整去毛刺，使其光滑平整，即制得了石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料薄片；

b、将修整后的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料薄片置于温控电炉中进行热处理，首先将电炉炉膛温度自室温以1℃/min的升温速率升至327℃，并在327℃保温60min；然后以1℃/min的升温速率将电炉炉膛温度升至375℃，并在375℃保温90min；随后将炉膛温度由375℃降至327℃，降温所需时间为90min，并在327℃保温60min；然后再将炉膛温度由327℃降至200℃，降温所需时间为150min，并在200℃保温30～40min；最后关闭电炉电源，待电炉炉膛温度由200℃自然冷却至室温后将热处理后的薄片取出，制得了石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、成型工艺方法简便，制备成本低廉；

2、乙二胺改性的石墨烯与胺化处理后的镍磷-聚四氟乙烯粉末结合强度高，并且石墨烯、镍磷合金在聚四氟乙烯中分散均匀，有效提升了聚四氟乙烯的耐高温性能和耐磨性能，还具有优良的减摩性能。

具体实施方式

实施例1

(1)聚四氟乙烯粉末的等离子处理

对聚四氟乙烯粉末进行等离子处理的具体过程为：用HD-1A型等离子体处理仪对聚四氟乙烯粉末进行等离子体处理，该等离子体处理仪的射频发生器为13.56MHz、功率为500W，首先将5g待处理的聚四氟乙烯粉末均匀地平铺于离子体处理仪反应室内两电极间的载物台上，两电极的间隔距离事先调整为15mm，反应室两端分别与真空泵和进气系统相连；启动真空泵后，将反应室工作气压保持在5Pa左右，随后通入空气5min，空气的通入速率为150mL/min；待反应室内气压稳定后，启动高频电源，在40V电压下对聚四氟乙烯粉末进行辐照处理，辐照处理时间为60s，使其表面有C＝C键生成，以利于后续聚合反应的进行；等离子辐照处理完毕后，先后关闭射频电源、进气气路和真空泵，之后取出等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末，随后将其在空气中放置15min，即得到了等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末；

(2)聚四氟乙烯粉末的敏化和活化处理：

所用化学原料

步骤(1)等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末、氯化亚锡、氯化钯、质量浓度为37％的浓盐酸、去离子水、无水乙醇；其用量有如下质量比例关系：离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末：氯化亚锡：氯化钯：浓盐酸：去离子水：无水乙醇＝100:100:1:105:15000:1000；

①氯化亚锡敏化液和氯化钯活化液的配制；

氯化亚锡敏化液配制过程为：室温下将1g氯化亚锡加入到1g质量浓度为37％浓盐酸中，充分搅拌溶液，静置6h，使氯化亚锡完全溶解，待氯化亚锡完全溶解后，再将100g去离子水缓慢加入到氯化亚锡和浓盐酸的混合溶液中，去离子水加入过程中混合溶液要充分搅拌，去离子水加入完毕后再将溶液磁力搅拌30min，即配制了氯化亚锡敏化液；

氯化钯活化液配制过程为：首先用规格为10～100μL的移液枪量取0.05g质量浓度为37％浓盐酸并将其加入到50g去离子水中，待去离子水和浓盐酸混合后，将此混合溶液磁力搅拌10min，然后将0.01g氯化钯加入到上述盐酸溶液中，磁力搅拌溶液使加入的氯化钯充分溶解，待氯化钯溶解后再将溶液磁力搅拌30min，即配制了氯化钯活化液；

②聚四氟乙烯粉末的无水乙醇浸润处理：

为改善聚四氟乙烯粉末的浸润性，对其进行无水乙醇的浸润处理，此过程实施如下：将1g经等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末加入到盛有10g无水乙醇的容器中，磁力搅拌聚四氟乙烯粉末和无水乙醇的混合溶液20min，转子速度控制在150r/min，使聚四氟乙烯粉末在无水乙醇中均匀分散，之后过滤收集截留的固体颗粒即得到了浸润处理的聚四氟乙烯粉末；

③聚四氟乙烯粉末的敏化处理：

聚四氟乙烯粉末敏化处理的具体过程为：首先在室温下将1g无水乙醇浸润处理的聚四氟乙烯粉末加入到盛有100g氯化亚锡敏化液的烧杯中，然后将盛有聚四氟乙烯粉末和氯化亚锡敏化液的烧杯置于超声波发生器中进行超声处理，超声处理时间为5min，超声波频率为40kHz，超声水浴温度为50℃；超声处理结束后对混合溶液进行过滤并收集敏化处理后的聚四氟乙烯粉末，并用去离子水多次洗涤收集的聚四氟乙烯粉末，直至洗涤水的pH为中性，即得到了敏化的聚四氟乙烯粉末；

④聚四氟乙烯粉末的活化处理：

聚四氟乙烯粉末的活化处理的具体过程为：首先将1g敏化处理后的聚四氟乙烯粉末加入到盛有50g氯化钯活化液的烧杯中，之后将添加有聚四氟乙烯粉末的氯化钯活化液置于超声波发生器中进行超声处理，超声处理时间为5min，超声波频率为40kHz，超声水浴温度为50℃；超声处理结束后先对混合溶液进行过滤并收集活化处理后的聚四氟乙烯粉末，之后用去离子水多次洗涤收集的聚四氟乙烯粉末，直至洗涤水的pH为中性，即得到了先后经敏化和活化处理的聚四氟乙烯粉末；

(3)镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备和胺化处理：

所用化学原料：

制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料所用化学原料有步骤(2)经敏化和活化处理处理后的聚四氟乙烯粉末、次亚磷酸钠、硫酸镍、柠檬酸、醋酸钠、丁二酸、氟化氢铵、去离子水；其用量有如下质量关系：聚四氟乙烯粉末：次亚磷酸钠：硫酸镍：柠檬酸：醋酸钠：丁二酸：氟化氢铵：去离子水＝1:1.5～2:6:4:3:1:1:200；

①制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末所用化学镀镍磷溶液配制：

配制制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末所用化学镀镍磷溶液具体过程为：首先室温下将1.5g次亚磷酸钠加入到盛有200g去离子水的烧杯中，并将烧杯置于带有水浴功能的磁力搅拌器中，设定温度为50℃，进行加热水浴并磁力搅拌，转子速度控制在300r/min，当溶液温度升至50℃且次亚磷酸钠完全溶解后，再依次将6g硫酸镍、4g柠檬酸、3g醋酸钠、1g丁二酸、1g氟化氢铵依次加入到上述溶解有次亚磷酸钠的溶液中，搅拌溶液使加入的各试剂溶解；待所加试剂皆充分溶解后，将溶液温度降至室温，并用质量浓度为25％的氨水将溶液的pH值调至4.4，即配制了化学镀镍磷镀液；

②镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的制备过程：

镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末制备的具体过程为：首先将化学镀镍磷镀液温度以2℃/min的升温速率由室温升至80℃，然后将1g先后经敏化和活化处理并清洗干净后的聚四氟乙烯粉末加入到温度已升至80℃、质量为200g的化学镀镍磷镀液中，聚四氟乙烯粉末加入伊始到施镀结束的整个过程，镀液皆需充分搅拌，转子速度控制在300r/min；控制镀液温度为80℃，搅拌对聚四氟乙烯粉末施镀60min；施镀结束后先停止搅拌，然后关闭电源温控系统，之后待镀液冷却至室温后对施镀液进行过滤收集固体颗粒，并用去离子水多次洗涤收集的固体颗粒直至洗涤液的pH为中性，最后将洗涤干净的固体颗粒置于烘箱中干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为10h，即制备了镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末；

③镍磷-聚四氟乙烯复合材料的胺化处理：

镍磷-聚四氟乙烯复合材料的胺化处理的实施过程如下：

a、在通风橱内，将50g质量浓度为98％的水合肼加入到150g无水乙醇中配制水合肼乙醇混合溶液，磁力搅拌15min，转子速度控制在150r/min；然后将3g经化学镀镍磷工序制备的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末加入到水合肼乙醇溶液中，并用保鲜膜密封盛有镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末和水合肼乙醇溶液的烧杯，室温下磁力搅拌混合溶液45min，转子速度控制在150r/min；

b、之后在通风橱内，将镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末从水合肼乙醇溶液中过滤出来，用保鲜膜密封盛有水合肼乙醇溶液滤液的烧杯口，并将过滤后的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末平铺于洁净的不锈钢滤网上，不锈钢滤网的网眼尺寸为200目；随后将不锈钢滤网置于用保鲜膜密封上部、盛有水合肼乙醇溶液的烧杯上；为确保在后续反应中，烧杯内的水合肼乙醇溶液能够挥发并与镍磷-聚四氟乙烯粉末接触，事先在不锈钢滤网与保鲜膜的接触处留有直径为1.5cm的开孔；之后迅速将顶部置有平铺了水合肼浸渍处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的不锈钢滤网、盛有水合肼乙醇溶液的烧杯转移至紫外辐照反应器中进行紫外辐照处理，反应器内的温度控制为70℃、温度由安装在反应器底部温控系统进行控制，反应器顶部安装紫外灯，紫外灯功率为40W、辐照波长为254nm，调整紫外灯位置于不锈钢滤网正上方15cm处，反应器顶部预留有一个直径为1cm的气体挥发孔，反应器内挥发出的蒸汽由此孔排出并经通气管道排入盛有单独配制的质量浓度为5％的过氧化氢水溶夜的容器中进行吸收；紫外辐照处理的辐照温度为70℃，辐照时间为24h；紫外辐照处理结束后，将镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末从紫外辐照反应器中取出并置于真空干燥箱中于80℃温度下干燥处理6h，即得到胺化处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末；

(4)石墨烯超细粉末制备和乙二胺改性处理

石墨烯超细粉末的制备所用化学原料：

制备石墨烯超细粉末所用化学原料有质量浓度为98％的浓硫酸、质量分数为82～86％的高锰酸钾、平均粒径为30μm的石墨粉末、质量浓度为30％的过氧化氢、质量浓度为50％的水合肼、质量浓度为25％的氨水、N,N-二甲基乙酰胺、乙二胺；其用量有如下质量比例关系：浓硫酸：高锰酸钾：石墨粉末：过氧化氢：水合肼：氨水：N,N-二甲基乙酰胺：乙二胺＝80～90:7～11:2～4:20～30:2～5:6～9:500～800:3～6；

①石墨烯粉末的制备过程：

a、将80g浓硫酸加入到烧杯中，采用冰水浴冷却使其温度保持在0～5℃之间；然后向烧杯中加入2g石墨粉末，采用冰水浴控制容器内混合溶液温度不高于5℃，磁力搅拌混合溶液90min，使石墨粉末与硫酸溶液混合均匀；之后再将7g质量分数为82～86％的高锰酸钾固体粉末按等质量分为3份、在1h内将其分3批次缓慢地加入到混合溶液中，每批次高锰酸钾固体粉末加入的时间为5min；待3份高锰酸钾固体粉末全部加入后，将容器置于低温恒温槽内，控制容器内混合溶液的温度为12℃，搅拌混合溶液30min；

b、之后将盛有混合溶液的烧杯从低温恒温槽中取出，并将其置于数控恒温水浴槽内，保持烧杯内混合溶液的温度在27℃、搅拌混合溶液反应2h，得到颜色为褐色的悬浮浑浊液；然后采用滴液漏斗将去离子水缓慢加入到褐色悬浮浑浊液中，去离子水与悬浮浑浊液的体积比为2:1；待去离子水加入完毕，体系温度会骤然升高至87～92℃之间，将悬浮浑浊液在此温度下搅拌反应20min，之后向悬浮浑浊液中缓慢加入20g质量浓度为30％的过氧化氢，溶液颜色变为亮黄色；然后将亮黄色溶液趁热过滤收集滤饼固体，并先用质量浓度为5％的稀盐酸溶液充分洗涤滤饼，再用去离子水将金黄色滤饼洗涤至中性，最后将收集并洗净的滤饼固体并置于干燥箱中在80℃下烘干；

c、将烘干后的滤饼置于盛有去离子水的烧杯中，去离子水与滤饼的质量比为33:1，并将加有滤饼的去离子水混合溶液的烧杯置于超声波处理器中进行超声处理，得到均匀、颜色呈淡黄色的胶态溶液，超声波处理时间为2h，超声波频率为40kHz，超声波水浴温度为20℃；混合溶液超声波处理后，将2g质量浓度为50％的水合肼和6g质量浓度为25％的氨水加入到混合溶液中，此时淡黄色胶态溶液变为黑色悬浮溶液，并在室温下搅拌黑色悬浮溶液45min，然后对所得悬浮液进行离心处理收集悬浮固体，离心机转速为4000r/min，离心时间为10min，并用去离子水将悬浮固体洗涤至中性后，之后将其置于冰箱中冷冻干燥12h，得到凝胶态石墨烯；随后将干燥后的凝胶态石墨烯置于高能球磨机中进行研磨，该球磨机转速为1425r/min，研磨时间为10min，得到平均粒径为0.5μm的石墨烯超细粉末；

②石墨烯粉末的乙二胺改性处理：

将2g研磨处理后的石墨烯粉末超声分散于500gN,N-二甲基乙酰胺溶液中，超声处理时间为60min，超声波频率为40kHz；然后向超声处理后的溶液中加入3g乙二胺，并在80℃下将混合溶液磁力搅拌反应12h；混合溶液反应12h后，将混合溶液真空抽滤收集截留的固体，并用去离子水将收集的固体洗涤至中性，最后将洗净的固体在60℃下干燥10h，即得到乙二胺改性石墨烯；

(5)石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料的制备：

所用原料：

制备石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料所用原料有：胺化处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末、乙二胺改性处理的石墨烯粉末和无水乙醇；上述各原料用料有如下质量比例关系：胺化镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末：乙二胺改性石墨烯粉末：无水乙醇＝5:1～2:40；

①石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的制备：

a、首先将2g乙二胺改性处理的石墨烯粉末加入到80g无水乙醇中并进行超声振荡60min，超声波频率为40kHz，超声波水浴温度为25～35℃，使乙二胺改性石墨烯粉末在无水乙醇中均匀分散；

b、然后将10g胺化处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末加入到分散有乙二胺改性石墨烯粉末的乙醇溶液中，并在室温下磁力搅拌混合溶液120min，使胺化镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末与乙二胺改性石墨烯粉末在乙醇溶液中均匀分散，制得石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯乙醇混合溶液；

c、将所制石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯乙醇混合溶液置于干燥箱中，与100℃温度下干燥处理48h，即制得石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯混合粉末；

②石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料的成型处理：

a、首先将12g石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末装入冷模压模具中进行压制成型，模具材质为304不锈钢、内腔直径为5cm，压制压强为45MPa，压制时间为20min；混合粉末压制处理后，将压制处理后的薄片从冷模压模具中取出，对其进行修整去毛刺，使其光滑平整，即制得了石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料薄片；

b、将修整后的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料薄片置于温控电炉中进行热处理，首先将电炉炉膛温度自室温以1℃/min的升温速率升至327℃，并在327℃保温60min；然后以1℃/min的升温速率将电炉炉膛温度升至375℃，并在375℃保温90min；随后将炉膛温度由375℃降至327℃，降温所需时间为90min，并在327℃保温60min；然后再将炉膛温度由327℃降至200℃，降温所需时间为150min，并在200℃保温30～40min；最后关闭电炉电源，待电炉炉膛温度由200℃自然冷却至室温后将热处理后的薄片取出，即制得了石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料。

实施例2

(1)聚四氟乙烯粉末的等离子处理

对聚四氟乙烯粉末进行等离子处理的具体过程为：用HD-1A型等离子体处理仪对聚四氟乙烯粉末进行等离子体处理，该等离子体处理仪的射频发生器为13.56MHz、功率为500W，首先将5g待处理的聚四氟乙烯粉末均匀地平铺于离子体处理仪反应室内两电极间的载物台上，两电极的间隔距离事先调整为15mm，反应室两端分别与真空泵和进气系统相连；启动真空泵后，将反应室工作气压保持在5Pa左右，随后通入空气5min，空气的通入速率为150mL/min；待反应室内气压稳定后，启动高频电源，在40V电压下对聚四氟乙烯粉末进行辐照处理，辐照处理时间为80s，使其表面有C＝C键生成，以利于后续聚合反应的进行；等离子辐照处理完毕后，先后关闭射频电源、进气气路和真空泵，之后取出等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末，随后将其在空气中放置20min，即得到了等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末；

(2)聚四氟乙烯粉末的敏化和活化处理：

所用化学原料

步骤(1)等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末、氯化亚锡、氯化钯、质量浓度为37％的浓盐酸、去离子水、无水乙醇；其用量有如下质量比例关系：离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末：氯化亚锡：氯化钯：浓盐酸：去离子水：无水乙醇＝100:100:1:105:15000:1000；

①氯化亚锡敏化液和氯化钯活化液的配制；

氯化亚锡敏化液配制过程为：室温下将1g氯化亚锡加入到1g质量浓度为37％浓盐酸中，充分搅拌溶液，静置7h，使氯化亚锡完全溶解，待氯化亚锡完全溶解后，再将100g去离子水缓慢加入到氯化亚锡和浓盐酸的混合溶液中，去离子水加入过程中混合溶液要充分搅拌，去离子水加入完毕后再将溶液磁力搅拌30min，即配制了氯化亚锡敏化液；

氯化钯活化液配制过程为：首先用规格为10～100μL的移液枪量取0.05g质量浓度为37％浓盐酸并将其加入到50g去离子水中，待去离子水和浓盐酸混合后，将此混合溶液磁力搅拌10min，然后将0.01g氯化钯加入到上述盐酸溶液中，磁力搅拌溶液使加入的氯化钯充分溶解，待氯化钯溶解后再将溶液磁力搅拌30min，即配制了氯化钯活化液；

②聚四氟乙烯粉末的无水乙醇浸润处理：

为改善聚四氟乙烯粉末的浸润性，对其进行无水乙醇的浸润处理，此过程实施如下：将1g经等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末加入到盛有10g无水乙醇的容器中，磁力搅拌聚四氟乙烯粉末和无水乙醇的混合溶液25min，转子速度控制在150r/min，使聚四氟乙烯粉末在无水乙醇中均匀分散，之后过滤收集截留的固体颗粒即得到了浸润处理的聚四氟乙烯粉末；

③聚四氟乙烯粉末的敏化处理：

聚四氟乙烯粉末敏化处理的具体过程为：首先在室温下将1g无水乙醇浸润处理的聚四氟乙烯粉末加入到盛有100g氯化亚锡敏化液的烧杯中，然后将盛有聚四氟乙烯粉末和氯化亚锡敏化液的烧杯置于超声波发生器中进行超声处理，超声处理时间为5min，超声波频率为40kHz，超声水浴温度为50～60℃；超声处理结束后对混合溶液进行过滤并收集敏化处理后的聚四氟乙烯粉末，并用去离子水多次洗涤收集的聚四氟乙烯粉末，直至洗涤水的pH为中性，即得到了敏化的聚四氟乙烯粉末；

④聚四氟乙烯粉末的活化处理：

聚四氟乙烯粉末的活化处理的具体过程为：首先将1g敏化处理后的聚四氟乙烯粉末加入到盛有50g氯化钯活化液的烧杯中，之后将添加有聚四氟乙烯粉末的氯化钯活化液置于超声波发生器中进行超声处理，超声处理时间为5min，超声波频率为40kHz，超声水浴温度为50℃；超声处理结束后先对混合溶液进行过滤并收集活化处理后的聚四氟乙烯粉末，之后用去离子水多次洗涤收集的聚四氟乙烯粉末，直至洗涤水的pH为中性，即得到了先后经敏化和活化处理的聚四氟乙烯粉末；

(3)镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备和胺化处理：

所用化学原料：

制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料所用化学原料有步骤(2)经敏化和活化处理处理后的聚四氟乙烯粉末、次亚磷酸钠、硫酸镍、柠檬酸、醋酸钠、丁二酸、氟化氢铵、去离子水；其用量有如下质量关系：聚四氟乙烯粉末：次亚磷酸钠：硫酸镍：柠檬酸：醋酸钠：丁二酸：氟化氢铵：去离子水＝1:1.5～2:6:4:3:1:1:200；

①制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末所用化学镀镍磷溶液配制：

配制制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末所用化学镀镍磷溶液具体过程为：首先室温下将1.5g次亚磷酸钠加入到盛有200g去离子水的烧杯中，并将烧杯置于带有水浴功能的磁力搅拌器中，设定温度为50℃，进行加热水浴并磁力搅拌，转子速度控制在300r/min，当溶液温度升至50℃且次亚磷酸钠完全溶解后，再依次将6g硫酸镍、4g柠檬酸、3g醋酸钠、1g丁二酸、1g氟化氢铵依次加入到上述溶解有次亚磷酸钠的溶液中，搅拌溶液使加入的各试剂溶解；待所加试剂皆充分溶解后，将溶液温度降至室温，并用质量浓度为25％的氨水将溶液的pH值调至4.7，即配制了化学镀镍磷镀液；

②镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的制备过程：

镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末制备的具体过程为：首先将化学镀镍磷镀液温度以2℃/min的升温速率由室温升至80℃，然后将1g先后经敏化和活化处理并清洗干净后的聚四氟乙烯粉末加入到温度已升至80℃、质量为200g的化学镀镍磷镀液中，聚四氟乙烯粉末加入伊始到施镀结束的整个过程，镀液皆需充分搅拌，转子速度控制在300r/min；控制镀液温度为80℃，搅拌对聚四氟乙烯粉末施镀75min；施镀结束后先停止搅拌，然后关闭电源温控系统，之后待镀液冷却至室温后对施镀液进行过滤收集固体颗粒，并用去离子水多次洗涤收集的固体颗粒直至洗涤液的pH为中性，最后将洗涤干净的固体颗粒置于烘箱中干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为10h，即制备了镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末；

③镍磷-聚四氟乙烯复合材料的胺化处理：

镍磷-聚四氟乙烯复合材料的胺化处理的实施过程如下：

a、在通风橱内，将55g质量浓度为98％的水合肼加入到145g无水乙醇中配制水合肼乙醇混合溶液，磁力搅拌15min，转子速度控制在150r/min；然后将4g经化学镀镍磷工序制备的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末加入到水合肼乙醇溶液中，并用保鲜膜密封盛有镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末和水合肼乙醇溶液的烧杯，室温下磁力搅拌混合溶液50min，转子速度控制在150r/min；

b、之后在通风橱内，将镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末从水合肼乙醇溶液中过滤出来，用保鲜膜密封盛有水合肼乙醇溶液滤液的烧杯口，并将过滤后的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末平铺于洁净的不锈钢滤网上，不锈钢滤网的网眼尺寸为200目；随后将不锈钢滤网置于用保鲜膜密封上部、盛有水合肼乙醇溶液的烧杯上；为确保在后续反应中，烧杯内的水合肼乙醇溶液能够挥发并与镍磷-聚四氟乙烯粉末接触，事先在不锈钢滤网与保鲜膜的接触处留有直径为1.5cm的开孔；之后迅速将顶部置有平铺了水合肼浸渍处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的不锈钢滤网、盛有水合肼乙醇溶液的烧杯转移至紫外辐照反应器中进行紫外辐照处理，反应器内的温度控制为70℃、温度由安装在反应器底部温控系统进行控制，反应器顶部安装紫外灯，紫外灯功率为40W、辐照波长为254nm，调整紫外灯位置于不锈钢滤网正上方15cm处，反应器顶部预留有一个直径为1cm的气体挥发孔，反应器内挥发出的蒸汽由此孔排出并经通气管道排入盛有单独配制的质量浓度为5％的过氧化氢水溶夜的容器中进行吸收；紫外辐照处理的辐照温度为70℃，辐照时间为26h；紫外辐照处理结束后，将镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末从紫外辐照反应器中取出并置于真空干燥箱中于80℃温度下干燥处理7h，即得到胺化处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末；

(4)石墨烯超细粉末制备和乙二胺改性处理

石墨烯超细粉末的制备所用化学原料：

制备石墨烯超细粉末所用化学原料有质量浓度为98％的浓硫酸、质量分数为82～86％的高锰酸钾、平均粒径为30μm的石墨粉末、质量浓度为30％的过氧化氢、质量浓度为50％的水合肼、质量浓度为25％的氨水、N,N-二甲基乙酰胺、乙二胺；其用量有如下质量比例关系：浓硫酸：高锰酸钾：石墨粉末：过氧化氢：水合肼：氨水：N,N-二甲基乙酰胺：乙二胺＝80～90:7～11:2～4:20～30:2～5:6～9:500～800:3～6；

①石墨烯粉末的制备过程：

a、将83g浓硫酸加入到烧杯中，采用冰水浴冷却使其温度保持在0～5℃之间；然后向烧杯中加入3g石墨粉末，采用冰水浴控制容器内混合溶液温度不高于5℃，磁力搅拌混合溶液90min，使石墨粉末与硫酸溶液混合均匀；之后再将9g质量分数为82～86％的高锰酸钾固体粉末按等质量分为3份、在1h内将其分3批次缓慢地加入到混合溶液中，每批次高锰酸钾固体粉末加入的时间为7min；待3份高锰酸钾固体粉末全部加入后，将容器置于低温恒温槽内，控制容器内混合溶液的温度为12℃，搅拌混合溶液30min；

b、之后将盛有混合溶液的烧杯从低温恒温槽中取出，并将其置于数控恒温水浴槽内，保持烧杯内混合溶液的温度在30℃、搅拌混合溶液反应2h，得到颜色为褐色的悬浮浑浊液；然后采用滴液漏斗将去离子水缓慢加入到褐色悬浮浑浊液中，去离子水与悬浮浑浊液的体积比为2:1；待去离子水加入完毕，体系温度会骤然升高至87～92℃之间，将悬浮浑浊液在此温度下搅拌反应25min，之后向悬浮浑浊液中缓慢加入23g质量浓度为30％的过氧化氢，溶液颜色变为亮黄色；然后将亮黄色溶液趁热过滤收集滤饼固体，并先用质量浓度为5％的稀盐酸溶液充分洗涤滤饼，再用去离子水将金黄色滤饼洗涤至中性，最后将收集并洗净的滤饼固体并置于干燥箱中在80℃下烘干；

c、将烘干后的滤饼置于盛有去离子水的烧杯中，去离子水与滤饼的质量比为40:1，并将加有滤饼的去离子水混合溶液的烧杯置于超声波处理器中进行超声处理，得到均匀、颜色呈淡黄色的胶态溶液，超声波处理时间为2h，超声波频率为40kHz，超声波水浴温度为25℃；混合溶液超声波处理后，将3g质量浓度为50％的水合肼和7g质量浓度为25％的氨水加入到混合溶液中，此时淡黄色胶态溶液变为黑色悬浮溶液，并在室温下搅拌黑色悬浮溶液50min，然后对所得悬浮液进行离心处理收集悬浮固体，离心机转速为4000r/min，离心时间为10min，并用去离子水将悬浮固体洗涤至中性后，之后将其置于冰箱中冷冻干燥12h，得到凝胶态石墨烯；随后将干燥后的凝胶态石墨烯置于高能球磨机中进行研磨，该球磨机转速为1425r/min，研磨时间为10min，得到平均粒径为0.5μm的石墨烯超细粉末；

②石墨烯粉末的乙二胺改性处理：

将3g研磨处理后的石墨烯粉末超声分散于600gN,N-二甲基乙酰胺溶液中，超声处理时间为70min，超声波频率为40kHz；然后向超声处理后的溶液中加入4g乙二胺，并在80℃下将混合溶液磁力搅拌反应14h；混合溶液反应14h后，将混合溶液真空抽滤收集截留的固体，并用去离子水将收集的固体洗涤至中性，最后将洗净的固体在60℃下干燥10h，即得到乙二胺改性石墨烯；

(5)石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料的制备：

所用原料：

制备石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料所用原料有：胺化处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末、乙二胺改性处理的石墨烯粉末和无水乙醇；上述各原料用料有如下质量比例关系：胺化镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末：乙二胺改性石墨烯粉末：无水乙醇＝5:1～2:40；

①石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的制备：

a、首先将3g乙二胺改性处理的石墨烯粉末加入到80g无水乙醇中并进行超声振荡70min，超声波频率为40kHz，超声波水浴温度为25～35℃，使乙二胺改性石墨烯粉末在无水乙醇中均匀分散；

b、然后将10g胺化处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末加入到分散有乙二胺改性石墨烯粉末的乙醇溶液中，并在室温下磁力搅拌混合溶液135min，使胺化镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末与乙二胺改性石墨烯粉末在乙醇溶液中均匀分散，制得石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯乙醇混合溶液；

c、将所制石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯乙醇混合溶液置于干燥箱中，与100℃温度下干燥处理48h，即制得石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯混合粉末；

②石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料的成型处理：

a、首先将12g石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末装入冷模压模具中进行压制成型，模具材质为304不锈钢、内腔直径为5cm，压制压强为45MPa，压制时间为20min；混合粉末压制处理后，将压制处理后的薄片从冷模压模具中取出，对其进行修整去毛刺，使其光滑平整，即制得了石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料薄片；

b、将修整后的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料薄片置于温控电炉中进行热处理，首先将电炉炉膛温度自室温以1℃/min的升温速率升至327℃，并在327℃保温60min；然后以1℃/min的升温速率将电炉炉膛温度升至375℃，并在375℃保温90min；随后将炉膛温度由375℃降至327℃，降温所需时间为90min，并在327℃保温60min；然后再将炉膛温度由327℃降至200℃，降温所需时间为150min，并在200℃保温30～40min；最后关闭电炉电源，待电炉炉膛温度由200℃自然冷却至室温后将热处理后的薄片取出，即制得了石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料。

实施例3

(1)聚四氟乙烯粉末的等离子处理

对聚四氟乙烯粉末进行等离子处理的具体过程为：用HD-1A型等离子体处理仪对聚四氟乙烯粉末进行等离子体处理，该等离子体处理仪的射频发生器为13.56MHz、功率为500W，首先将5g待处理的聚四氟乙烯粉末均匀地平铺于离子体处理仪反应室内两电极间的载物台上，两电极的间隔距离事先调整为15mm，反应室两端分别与真空泵和进气系统相连；启动真空泵后，将反应室工作气压保持在5Pa左右，随后通入空气5min，空气的通入速率为150mL/min；待反应室内气压稳定后，启动高频电源，在40V电压下对聚四氟乙烯粉末进行辐照处理，辐照处理时间为100s，使其表面有C＝C键生成，以利于后续聚合反应的进行；等离子辐照处理完毕后，先后关闭射频电源、进气气路和真空泵，之后取出等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末，随后将其在空气中放置25min，即得到了等离子辐照处理后的聚四渡乙烯粉末；

(2)聚四氟乙烯粉末的敏化和活化处理：

所用化学原料

步骤(1)等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末、氯化亚锡、氯化钯、质量浓度为37％的浓盐酸、去离子水、无水乙醇；其用量有如下质量比例关系：离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末：氯化亚锡：氯化钯：浓盐酸：去离子水：无水乙醇＝100:100:1:105:15000:1000；

①氯化亚锡敏化液和氯化钯活化液的配制；

氯化亚锡敏化液配制过程为：室温下将1g氯化亚锡加入到1g质量浓度为37％浓盐酸中，充分搅拌溶液，静置8h，使氯化亚锡完全溶解，待氯化亚锡完全溶解后，再将100g去离子水缓慢加入到氯化亚锡和浓盐酸的混合溶液中，去离子水加入过程中混合溶液要充分搅拌，去离子水加入完毕后再将溶液磁力搅拌30min，即配制了氯化亚锡敏化液；

氯化钯活化液配制过程为：首先用规格为10～100μL的移液枪量取0.05g质量浓度为37％浓盐酸并将其加入到50g去离子水中，待去离子水和浓盐酸混合后，将此混合溶液磁力搅拌10min，然后将0.01g氯化钯加入到上述盐酸溶液中，磁力搅拌溶液使加入的氯化钯充分溶解，待氯化钯溶解后再将溶液磁力搅拌30min，即配制了氯化钯活化液；

②聚四氟乙烯粉末的无水乙醇浸润处理：

为改善聚四氟乙烯粉末的浸润性，对其进行无水乙醇的浸润处理，此过程实施如下：将1g经等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末加入到盛有10g无水乙醇的容器中，磁力搅拌聚四氟乙烯粉末和无水乙醇的混合溶液30min，转子速度控制在200r/min，使聚四氟乙烯粉末在无水乙醇中均匀分散，之后过滤收集截留的固体颗粒即得到了浸润处理的聚四氟乙烯粉末；

③聚四氟乙烯粉末的敏化处理：

聚四氟乙烯粉末敏化处理的具体过程为：首先在室温下将1g无水乙醇浸润处理的聚四氟乙烯粉末加入到盛有100g氯化亚锡敏化液的烧杯中，然后将盛有聚四氟乙烯粉末和氯化亚锡敏化液的烧杯置于超声波发生器中进行超声处理，超声处理时间为10min，超声波频率为40kHz，超声水浴温度为60℃；超声处理结束后对混合溶液进行过滤并收集敏化处理后的聚四氟乙烯粉末，并用去离子水多次洗涤收集的聚四氟乙烯粉末，直至洗涤水的pH为中性，即得到了敏化的聚四氟乙烯粉末；

④聚四氟乙烯粉末的活化处理：

聚四氟乙烯粉末的活化处理的具体过程为：首先将1g敏化处理后的聚四氟乙烯粉末加入到盛有50g氯化钯活化液的烧杯中，之后将添加有聚四氟乙烯粉末的氯化钯活化液置于超声波发生器中进行超声处理，超声处理时间为10min，超声波频率为40kHz，超声水浴温度为60℃；超声处理结束后先对混合溶液进行过滤并收集活化处理后的聚四氟乙烯粉末，之后用去离子水多次洗涤收集的聚四氟乙烯粉末，直至洗涤水的pH为中性，即得到了先后经敏化和活化处理的聚四氟乙烯粉末；

(3)镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备和胺化处理：

所用化学原料：

制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料所用化学原料有步骤(2)经敏化和活化处理处理后的聚四氟乙烯粉末、次亚磷酸钠、硫酸镍、柠檬酸、醋酸钠、丁二酸、氟化氢铵、去离子水；其用量有如下质量关系：聚四氟乙烯粉末：次亚磷酸钠：硫酸镍：柠檬酸：醋酸钠：丁二酸：氟化氢铵：去离子水＝1:1.5～2:6:4:3:1:1:200；

①制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末所用化学镀镍磷溶液配制：

配制制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末所用化学镀镍磷溶液具体过程为：首先室温下将2g次亚磷酸钠加入到盛有200g去离子水的烧杯中，并将烧杯置于带有水浴功能的磁力搅拌器中，设定温度为60℃，进行加热水浴并磁力搅拌，转子速度控制在400r/min，当溶液温度升至60℃且次亚磷酸钠完全溶解后，再依次将6g硫酸镍、4g柠檬酸、3g醋酸钠、1g丁二酸、1g氟化氢铵依次加入到上述溶解有次亚磷酸钠的溶液中，搅拌溶液使加入的各试剂溶解；待所加试剂皆充分溶解后，将溶液温度降至室温，并用质量浓度为25％的氨水将溶液的pH值调至5.0，即配制了化学镀镍磷镀液；

②镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的制备过程：

镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末制备的具体过程为：首先将化学镀镍磷镀液温度以2℃/min的升温速率由室温升至83℃，然后将1g先后经敏化和活化处理并清洗干净后的聚四氟乙烯粉末加入到温度已升至83℃、质量为200g的化学镀镍磷镀液中，聚四氟乙烯粉末加入伊始到施镀结束的整个过程，镀液皆需充分搅拌，转子速度控制在400r/min；控制镀液温度为83℃，搅拌对聚四氟乙烯粉末施镀90min；施镀结束后先停止搅拌，然后关闭电源温控系统，之后待镀液冷却至室温后对施镀液进行过滤收集固体颗粒，并用去离子水多次洗涤收集的固体颗粒直至洗涤液的pH为中性，最后将洗涤干净的固体颗粒置于烘箱中干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为10h，即制备了镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末；

③镍磷-聚四氟乙烯复合材料的胺化处理：

镍磷-聚四氟乙烯复合材料的胺化处理的实施过程如下：

a、在通风橱内，将60g质量浓度为98％的水合肼加入到140g无水乙醇中配制水合肼乙醇混合溶液，磁力搅拌15min，转子速度控制在200r/min；然后将5g经化学镀镍磷工序制备的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末加入到水合肼乙醇溶液中，并用保鲜膜密封盛有镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末和水合肼乙醇溶液的烧杯，室温下磁力搅拌混合溶液55min，转子速度控制在200r/min；

b、之后在通风橱内，将镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末从水合肼乙醇溶液中过滤出来，用保鲜膜密封盛有水合肼乙醇溶液滤液的烧杯口，并将过滤后的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末平铺于洁净的不锈钢滤网上，不锈钢滤网的网眼尺寸为200目；随后将不锈钢滤网置于用保鲜膜密封上部、盛有水合肼乙醇溶液的烧杯上；为确保在后续反应中，烧杯内的水合肼乙醇溶液能够挥发并与镍磷-聚四氟乙烯粉末接触，事先在不锈钢滤网与保鲜膜的接触处留有直径为1.5cm的开孔；之后迅速将顶部置有平铺了水合肼浸渍处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的不锈钢滤网、盛有水合肼乙醇溶液的烧杯转移至紫外辐照反应器中进行紫外辐照处理，反应器内的温度控制为80℃、温度由安装在反应器底部温控系统进行控制，反应器顶部安装紫外灯，紫外灯功率为40W、辐照波长为254nm，调整紫外灯位置于不锈钢滤网正上方15cm处，反应器顶部预留有一个直径为1cm的气体挥发孔，反应器内挥发出的蒸汽由此孔排出并经通气管道排入盛有单独配制的质量浓度为5％的过氧化氢水溶夜的容器中进行吸收；紫外辐照处理的辐照温度为80℃，辐照时间为28h；紫外辐照处理结束后，将镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末从紫外辐照反应器中取出并置于真空干燥箱中于80℃温度下干燥处理8h，即得到胺化处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末；

(4)石墨烯超细粉末制备和乙二胺改性处理

石墨烯超细粉末的制备所用化学原料：

制备石墨烯超细粉末所用化学原料有质量浓度为98％的浓硫酸、质量分数为82～86％的高锰酸钾、平均粒径为30μm的石墨粉末、质量浓度为30％的过氧化氢、质量浓度为50％的水合肼、质量浓度为25％的氨水、N,N-二甲基乙酰胺、乙二胺；其用量有如下质量比例关系：浓硫酸：高锰酸钾：石墨粉末：过氧化氢：水合肼：氨水：N,N-二甲基乙酰胺：乙二胺＝80～90:7～11:2～4:20～30:2～5:6～9:500～800:3～6；

①石墨烯粉末的制备过程：

a、将86g浓硫酸加入到烧杯中，采用冰水浴冷却使其温度保持在0～5℃之间；然后向烧杯中加入4g石墨粉末，采用冰水浴控制容器内混合溶液温度不高于5℃，磁力搅拌混合溶液90min，使石墨粉末与硫酸溶液混合均匀；之后再将10g质量分数为82～86％的高锰酸钾固体粉末按等质量分为3份、在1h内将其分3批次缓慢地加入到混合溶液中，每批次高锰酸钾固体粉末加入的时间为10min；待3份高锰酸钾固体粉末全部加入后，将容器置于低温恒温槽内，控制容器内混合溶液的温度为15℃，搅拌混合溶液30min；

b、之后将盛有混合溶液的烧杯从低温恒温槽中取出，并将其置于数控恒温水浴槽内，保持烧杯内混合溶液的温度在33℃、搅拌混合溶液反应2h，得到颜色为褐色的悬浮浑浊液；然后采用滴液漏斗将去离子水缓慢加入到褐色悬浮浑浊液中，去离子水与悬浮浑浊液的体积比为2:1；待去离子水加入完毕，体系温度会骤然升高至87～92℃之间，将悬浮浑浊液在此温度下搅拌反应30min，之后向悬浮浑浊液中缓慢加入27g质量浓度为30％的过氧化氢，溶液颜色变为亮黄色；然后将亮黄色溶液趁热过滤收集滤饼固体，并先用质量浓度为5％的稀盐酸溶液充分洗涤滤饼，再用去离子水将金黄色滤饼洗涤至中性，最后将收集并洗净的滤饼固体并置于干燥箱中在80℃下烘干；

c、将烘干后的滤饼置于盛有去离子水的烧杯中，去离子水与滤饼的质量比为45:1，并将加有滤饼的去离子水混合溶液的烧杯置于超声波处理器中进行超声处理，得到均匀、颜色呈淡黄色的胶态溶液，超声波处理时间为2h，超声波频率为40kHz，超声波水浴温度为30℃；混合溶液超声波处理后，将4g质量浓度为50％的水合肼和8g质量浓度为25％的氨水加入到混合溶液中，此时淡黄色胶态溶液变为黑色悬浮溶液，并在室温下搅拌黑色悬浮溶液55min，然后对所得悬浮液进行离心处理收集悬浮固体，离心机转速为4000r/min，离心时间为10min，并用去离子水将悬浮固体洗涤至中性后，之后将其置于冰箱中冷冻干燥12h，得到凝胶态石墨烯；随后将干燥后的凝胶态石墨烯置于高能球磨机中进行研磨，该球磨机转速为1425r/min，研磨时间为15min，得到平均粒径为0.5μm的石墨烯超细粉末；

②石墨烯粉末的乙二胺改性处理：

将4g研磨处理后的石墨烯粉末超声分散于700gN,N-二甲基乙酰胺溶液中，超声处理时间为80min，超声波频率为40kHz；然后向超声处理后的溶液中加入5g乙二胺，并在80℃下将混合溶液磁力搅拌反应16h；混合溶液反应16h后，将混合溶液真空抽滤收集截留的固体，并用去离子水将收集的固体洗涤至中性，最后将洗净的固体在60℃下干燥10h，即得到乙二胺改性石墨烯；

(5)石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料的制备：

所用原料：

制备石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料所用原料有：胺化处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末、乙二胺改性处理的石墨烯粉末和无水乙醇；上述各原料用料有如下质量比例关系：胺化镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末：乙二胺改性石墨烯粉末：无水乙醇＝5:1～2:40；

①石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的制备：

a、首先将4g乙二胺改性处理的石墨烯粉末加入到80g无水乙醇中并进行超声振荡80min，超声波频率为40kHz，超声波水浴温度为25～35℃，使乙二胺改性石墨烯粉末在无水乙醇中均匀分散；

b、然后将10g胺化处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末加入到分散有乙二胺改性石墨烯粉末的乙醇溶液中，并在室温下磁力搅拌混合溶液150min，使胺化镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末与乙二胺改性石墨烯粉末在乙醇溶液中均匀分散，制得石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯乙醇混合溶液；

c、将所制石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯乙醇混合溶液置于干燥箱中，与100℃温度下干燥处理48h，即制得石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯混合粉末；

②石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料的成型处理：

a、首先将12g石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末装入冷模压模具中进行压制成型，模具材质为304不锈钢、内腔直径为5cm，压制压强为45MPa，压制时间为20min；混合粉末压制处理后，将压制处理后的薄片从冷模压模具中取出，对其进行修整去毛刺，使其光滑平整，即制得了石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料薄片；

b、将修整后的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料薄片置于温控电炉中进行热处理，首先将电炉炉膛温度自室温以1℃/min的升温速率升至327℃，并在327℃保温60min；然后以1℃/min的升温速率将电炉炉膛温度升至375℃，并在375℃保温90min；随后将炉膛温度由375℃降至327℃，降温所需时间为90min，并在327℃保温60min；然后再将炉膛温度由327℃降至200℃，降温所需时间为150min，并在200℃保温30～40min；最后关闭电炉电源，待电炉炉膛温度由200℃自然冷却至室温后将热处理后的薄片取出，即制得了石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料。

制备的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料在200N、0.055m/s条件下进行销-盘接触摩擦磨损试验，销材质为GCr15轴承钢、销直径为6mm，最终测得该种复合材料的平均摩擦系数为0.184，比磨损率为1.219×10^-14m·N/m³；而经过相同冷模压及热处理成型的纯聚四氟乙烯材料，在相同工况下进行摩擦磨损试验后，测得的平均摩擦系数为0.223，比磨损率为8.416×10^-13m·N/m³。由试验数据对比可知，制备的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料的摩擦系数明显低于纯聚四氟乙烯材料，而且材料的比磨损率下降了一个数量级、且为纯聚四氟乙烯材料的1/80，由此可见石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料具有明显的减摩耐磨性能提高。

实施例4

(1)聚四氟乙烯粉末的等离子处理

对聚四氟乙烯粉末进行等离子处理的具体过程为：用HD-1A型等离子体处理仪对聚四氟乙烯粉末进行等离子体处理，该等离子体处理仪的射频发生器为13.56MHz、功率为500W，首先将5g待处理的聚四氟乙烯粉末均匀地平铺于离子体处理仪反应室内两电极间的载物台上，两电极的间隔距离事先调整为15mm，反应室两端分别与真空泵和进气系统相连；启动真空泵后，将反应室工作气压保持在5Pa左右，随后通入空气5min，空气的通入速率为150mL/min；待反应室内气压稳定后，启动高频电源，在40V电压下对聚四氟乙烯粉末进行辐照处理，辐照处理时间为120s，使其表面有C＝C键生成，以利于后续聚合反应的进行；等离子辐照处理完毕后，先后关闭射频电源、进气气路和真空泵，之后取出等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末，随后将其在空气中放置30min，即得到了等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末；

(2)聚四氟乙烯粉末的敏化和活化处理：

所用化学原料

步骤(1)等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末、氯化亚锡、氯化钯、质量浓度为37％的浓盐酸、去离子水、无水乙醇；其用量有如下质量比例关系：离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末：氯化亚锡：氯化钯：浓盐酸：去离子水：无水乙醇＝100:100:1:105:15000:1000；

①氯化亚锡敏化液和氯化钯活化液的配制；

氯化亚锡敏化液配制过程为：室温下将1g氯化亚锡加入到1g质量浓度为37％浓盐酸中，充分搅拌溶液，静置8h，使氯化亚锡完全溶解，待氯化亚锡完全溶解后，再将100g去离子水缓慢加入到氯化亚锡和浓盐酸的混合溶液中，去离子水加入过程中混合溶液要充分搅拌，去离子水加入完毕后再将溶液磁力搅拌30min，即配制了氯化亚锡敏化液；

氯化钯活化液配制过程为：首先用规格为10～100μL的移液枪量取0.05g质量浓度为37％浓盐酸并将其加入到50g去离子水中，待去离子水和浓盐酸混合后，将此混合溶液磁力搅拌10min，然后将0.01g氯化钯加入到上述盐酸溶液中，磁力搅拌溶液使加入的氯化钯充分溶解，待氯化钯溶解后再将溶液磁力搅拌30min，即配制了氯化钯活化液；

②聚四氟乙烯粉末的无水乙醇浸润处理：

为改善聚四氟乙烯粉末的浸润性，对其进行无水乙醇的浸润处理，此过程实施如下：将1g经等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末加入到盛有10g无水乙醇的容器中，磁力搅拌聚四氟乙烯粉末和无水乙醇的混合溶液30min，转子速度控制在200r/min，使聚四氟乙烯粉末在无水乙醇中均匀分散，之后过滤收集截留的固体颗粒即得到了浸润处理的聚四氟乙烯粉末；

③聚四氟乙烯粉末的敏化处理：

聚四氟乙烯粉末敏化处理的具体过程为：首先在室温下将1g无水乙醇浸润处理的聚四氟乙烯粉末加入到盛有100g氯化亚锡敏化液的烧杯中，然后将盛有聚四氟乙烯粉末和氯化亚锡敏化液的烧杯置于超声波发生器中进行超声处理，超声处理时间为10min，超声波频率为40kHz，超声水浴温度为60℃；超声处理结束后对混合溶液进行过滤并收集敏化处理后的聚四氟乙烯粉末，并用去离子水多次洗涤收集的聚四氟乙烯粉末，直至洗涤水的pH为中性，即得到了敏化的聚四氟乙烯粉末；

④聚四氟乙烯粉末的活化处理：

聚四氟乙烯粉末的活化处理的具体过程为：首先将1g敏化处理后的聚四氟乙烯粉末加入到盛有50g氯化钯活化液的烧杯中，之后将添加有聚四氟乙烯粉末的氯化钯活化液置于超声波发生器中进行超声处理，超声处理时间为10min，超声波频率为40kHz，超声水浴温度为60℃；超声处理结束后先对混合溶液进行过滤并收集活化处理后的聚四氟乙烯粉末，之后用去离子水多次洗涤收集的聚四氟乙烯粉末，直至洗涤水的pH为中性，即得到了先后经敏化和活化处理的聚四氟乙烯粉末；

(3)镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备和胺化处理：

所用化学原料：

制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料所用化学原料有步骤(2)经敏化和活化处理处理后的聚四氟乙烯粉末、次亚磷酸钠、硫酸镍、柠檬酸、醋酸钠、丁二酸、氟化氢铵、去离子水；其用量有如下质量关系：聚四氟乙烯粉末：次亚磷酸钠：硫酸镍：柠檬酸：醋酸钠：丁二酸：氟化氢铵：去离子水＝1:1.5～2:6:4:3:1:1:200；

①制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末所用化学镀镍磷溶液配制：

配制制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末所用化学镀镍磷溶液具体过程为：首先室温下将2g次亚磷酸钠加入到盛有200g去离子水的烧杯中，并将烧杯置于带有水浴功能的磁力搅拌器中，设定温度为60℃，进行加热水浴并磁力搅拌，转子速度控制在400r/min，当溶液温度升至60℃且次亚磷酸钠完全溶解后，再依次将6g硫酸镍、4g柠檬酸、3g醋酸钠、1g丁二酸、1g氟化氢铵依次加入到上述溶解有次亚磷酸钠的溶液中，搅拌溶液使加入的各试剂溶解；待所加试剂皆充分溶解后，将溶液温度降至室温，并用质量浓度为25％的氨水将溶液的pH值调至5.4，即配制了化学镀镍磷镀液；

②镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的制备过程：

镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末制备的具体过程为：首先将化学镀镍磷镀液温度以2℃/min的升温速率由室温升至85℃，然后将1g先后经敏化和活化处理并清洗干净后的聚四氟乙烯粉末加入到温度已升至85℃、质量为200g的化学镀镍磷镀液中，聚四氟乙烯粉末加入伊始到施镀结束的整个过程，镀液皆需充分搅拌，转子速度控制在400r/min；控制镀液温度为85℃，搅拌对聚四氟乙烯粉末施镀90min；施镀结束后先停止搅拌，然后关闭电源温控系统，之后待镀液冷却至室温后对施镀液进行过滤收集固体颗粒，并用去离子水多次洗涤收集的固体颗粒直至洗涤液的pH为中性，最后将洗涤干净的固体颗粒置于烘箱中干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为10h，即制备了镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末；

③镍磷-聚四氟乙烯复合材料的胺化处理：

镍磷-聚四氟乙烯复合材料的胺化处理的实施过程如下：

a、在通风橱内，将66g质量浓度为98％的水合肼加入到134g无水乙醇中配制水合肼乙醇混合溶液，磁力搅拌15min，转子速度控制在200r/min；然后将5g经化学镀镍磷工序制备的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末加入到水合肼乙醇溶液中，并用保鲜膜密封盛有镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末和水合肼乙醇溶液的烧杯，室温下磁力搅拌混合溶液60min，转子速度控制在200r/min；

b、之后在通风橱内，将镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末从水合肼乙醇溶液中过滤出来，用保鲜膜密封盛有水合肼乙醇溶液滤液的烧杯口，并将过滤后的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末平铺于洁净的不锈钢滤网上，不锈钢滤网的网眼尺寸为200目；随后将不锈钢滤网置于用保鲜膜密封上部、盛有水合肼乙醇溶液的烧杯上；为确保在后续反应中，烧杯内的水合肼乙醇溶液能够挥发并与镍磷-聚四氟乙烯粉末接触，事先在不锈钢滤网与保鲜膜的接触处留有直径为1.5cm的开孔；之后迅速将顶部置有平铺了水合肼浸渍处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的不锈钢滤网、盛有水合肼乙醇溶液的烧杯转移至紫外辐照反应器中进行紫外辐照处理，反应器内的温度控制为80℃、温度由安装在反应器底部温控系统进行控制，反应器顶部安装紫外灯，紫外灯功率为40W、辐照波长为254nm，调整紫外灯位置于不锈钢滤网正上方15cm处，反应器顶部预留有一个直径为1cm的气体挥发孔，反应器内挥发出的蒸汽由此孔排出并经通气管道排入盛有单独配制的质量浓度为5％的过氧化氢水溶夜的容器中进行吸收；紫外辐照处理的辐照温度为80℃，辐照时间为30h；紫外辐照处理结束后，将镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末从紫外辐照反应器中取出并置于真空干燥箱中于80℃温度下干燥处理9h，即得到胺化处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末；

(4)石墨烯超细粉末制备和乙二胺改性处理

石墨烯超细粉末的制备所用化学原料：

制备石墨烯超细粉末所用化学原料有质量浓度为98％的浓硫酸、质量分数为82～86％的高锰酸钾、平均粒径为30μm的石墨粉末、质量浓度为30％的过氧化氢、质量浓度为50％的水合肼、质量浓度为25％的氨水、N,N-二甲基乙酰胺、乙二胺；其用量有如下质量比例关系：浓硫酸：高锰酸钾：石墨粉末：过氧化氢：水合肼：氨水：N,N-二甲基乙酰胺：乙二胺＝80～90:7～11:2～4:20～30:2～5:6～9:500～800:3～6；

①石墨烯粉末的制备过程：

a、将90g浓硫酸加入到烧杯中，采用冰水浴冷却使其温度保持在0～5℃之间；然后向烧杯中加入4g石墨粉末，采用冰水浴控制容器内混合溶液温度不高于5℃，磁力搅拌混合溶液90min，使石墨粉末与硫酸溶液混合均匀；之后再将11g质量分数为82～86％的高锰酸钾固体粉末按等质量分为3份、在1h内将其分3批次缓慢地加入到混合溶液中，每批次高锰酸钾固体粉末加入的时间为10min；待3份高锰酸钾固体粉末全部加入后，将容器置于低温恒温槽内，控制容器内混合溶液的温度为15℃，搅拌混合溶液30min；

b、之后将盛有混合溶液的烧杯从低温恒温槽中取出，并将其置于数控恒温水浴槽内，保持烧杯内混合溶液的温度在33℃、搅拌混合溶液反应2h，得到颜色为褐色的悬浮浑浊液；然后采用滴液漏斗将去离子水缓慢加入到褐色悬浮浑浊液中，去离子水与悬浮浑浊液的体积比为2:1；待去离子水加入完毕，体系温度会骤然升高至87～92℃之间，将悬浮浑浊液在此温度下搅拌反应30min，之后向悬浮浑浊液中缓慢加入30g质量浓度为30％的过氧化氢，溶液颜色变为亮黄色；然后将亮黄色溶液趁热过滤收集滤饼固体，并先用质量浓度为5％的稀盐酸溶液充分洗涤滤饼，再用去离子水将金黄色滤饼洗涤至中性，最后将收集并洗净的滤饼固体并置于干燥箱中在80℃下烘干；

c、将烘干后的滤饼置于盛有去离子水的烧杯中，去离子水与滤饼的质量比为50:1，并将加有滤饼的去离子水混合溶液的烧杯置于超声波处理器中进行超声处理，得到均匀、颜色呈淡黄色的胶态溶液，超声波处理时间为2h，超声波频率为40kHz，超声波水浴温度为30℃；混合溶液超声波处理后，将5g质量浓度为50％的水合肼和9g质量浓度为25％的氨水加入到混合溶液中，此时淡黄色胶态溶液变为黑色悬浮溶液，并在室温下搅拌黑色悬浮溶液60min，然后对所得悬浮液进行离心处理收集悬浮固体，离心机转速为4000r/min，离心时间为10min，并用去离子水将悬浮固体洗涤至中性后，之后将其置于冰箱中冷冻干燥12h，得到凝胶态石墨烯；随后将干燥后的凝胶态石墨烯置于高能球磨机中进行研磨，该球磨机转速为1425r/min，研磨时间为15min，得到平均粒径为0.5μm的石墨烯超细粉末；

②石墨烯粉末的乙二胺改性处理：

将4g研磨处理后的石墨烯粉末超声分散于800gN,N-二甲基乙酰胺溶液中，超声处理时间为90min，超声波频率为40kHz；然后向超声处理后的溶液中加入6g乙二胺，并在80℃下将混合溶液磁力搅拌反应18h；混合溶液反应18h后，将混合溶液真空抽滤收集截留的固体，并用去离子水将收集的固体洗涤至中性，最后将洗净的固体在60℃下干燥10h，即得到乙二胺改性石墨烯；

(5)石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料的制备：

所用原料：

制备石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料所用原料有：胺化处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末、乙二胺改性处理的石墨烯粉末和无水乙醇；上述各原料用料有如下质量比例关系：胺化镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末：乙二胺改性石墨烯粉末：无水乙醇＝5:1～2:40；

①石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的制备：

a、首先将4g乙二胺改性处理的石墨烯粉末加入到80g无水乙醇中并进行超声振荡90min，超声波频率为40kHz，超声波水浴温度为25～35℃，使乙二胺改性石墨烯粉末在无水乙醇中均匀分散；

b、然后将10g胺化处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末加入到分散有乙二胺改性石墨烯粉末的乙醇溶液中，并在室温下磁力搅拌混合溶液150min，使胺化镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末与乙二胺改性石墨烯粉末在乙醇溶液中均匀分散，制得石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯乙醇混合溶液；

c、将所制石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯乙醇混合溶液置于干燥箱中，与100℃温度下干燥处理48h，即制得石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯混合粉末；

②石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料的成型处理：

a、首先将12g石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末装入冷模压模具中进行压制成型，模具材质为304不锈钢、内腔直径为5cm，压制压强为45MPa，压制时间为20min；混合粉末压制处理后，将压制处理后的薄片从冷模压模具中取出，对其进行修整去毛刺，使其光滑平整，即制得了石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料薄片；

b、将修整后的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料薄片置于温控电炉中进行热处理，首先将电炉炉膛温度自室温以1℃/min的升温速率升至327℃，并在327℃保温60min；然后以1℃/min的升温速率将电炉炉膛温度升至375℃，并在375℃保温90min；随后将炉膛温度由375℃降至327℃，降温所需时间为90min，并在327℃保温60min；然后再将炉膛温度由327℃降至200℃，降温所需时间为150min，并在200℃保温30～40min；最后关闭电炉电源，待电炉炉膛温度由200℃自然冷却至室温后将热处理后的薄片取出，即制得了石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：

步骤一：对聚四氟乙烯粉末进行等离子处理；

步骤二：将聚四氟乙烯粉末的无水乙醇浸润处理后，配制氯化亚锡敏化液和氯化钯活化液，对聚四氟乙烯粉末进行敏化处理和活化处理；

步骤三：配制制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末所用化学镀镍磷镀液，制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料，并对其进行胺化处理；

步骤四：制备石墨烯超细粉末，并对其进行乙二胺改性处理；

步骤五：制备石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料，并对石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料进行成型处理。

2.如权利要求1所述的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：对聚四氟乙烯粉末进行等离子处理的具体步骤如下：

S1：预设射频发生器的频率以及功率，将聚四氟乙烯粉末均匀地平铺至反应室内的两电极间的载物台上，调整两电极的间距至第一预设距离；使反应室的第一端与真空泵相连且反应室的第二端与进气系统相连；

S2:启动真空泵后，将反应室工作气压保持在第一压力值，在第一预设时间内持续通入空气；

S3：待反应室内气压稳定后，启动高频电源对聚四氟乙烯粉末进行辐照处理；

S4：等离子辐照处理完毕后，依次关闭射频电源、进气系统和真空泵，取出聚四氟乙烯粉末，将其在空气中放置第三预设时间，得到等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末。

3.如权利要求2所述的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：两电极间的第一预设距离为15mm；射频发生器的频率为13.56MHz，功率为500W；所述第一压力值为5Pa；第一预设时间为5min；空气的通入速率为150mL/min；高频电源的电压为40V，在40V电压下对聚四氟乙烯粉末进行辐照处理；所述辐照处理的时间为第二预设时间；辐照处理的时间为60～120s，以使其表面有C＝C键生成，以利于后续聚合反应的进行；第三预设时间为15～30min。

4.如权利要求3所述的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：

为改善聚四氟乙烯粉末的浸润性，对其进行无水乙醇的浸润处理，其具体步骤如下：

S1:将经等离子辐照处理后的聚四氟乙烯粉末加入到盛有无水乙醇的容器中，聚四氟乙烯粉末与无水乙醇的质量比为1:10；

S2:将聚四氟乙烯粉末和无水乙醇的混合溶液进行磁力搅拌，磁力搅拌的时间为20～30 min，磁力搅拌的转子速度控制在150～200r/min，以便使聚四氟乙烯粉末在无水乙醇中均匀分散，之后过滤收集截留的固体颗粒即得到了浸润处理的聚四氟乙烯粉末；

氯化亚锡敏化液配制具体步骤如下：

S1:室温下将氯化亚锡加入到质量浓度为37％浓盐酸中，氯化亚锡与浓盐酸的质量比为1:1；

S2:将溶液进行搅拌后，静置6～8h，使氯化亚锡完全溶解；

S3:待氯化亚锡完全溶解后，将去离子水加入到氯化亚锡和浓盐酸的混合溶液中，在加入去离子水的同时，对混合溶液进行搅拌，去离子水与浓盐酸的质量比为100:1；

S4:将完成S3步骤后的溶液进行磁力搅拌，进行磁力搅拌的时间为30min，得到了氯化亚锡敏化液；

氯化钯活化液配制的具体步骤如下：

S1:通过移液枪量取质量浓度为37％浓盐酸并将其加入到去离子水中，浓盐酸与去离子水的质量比为1:1000；

S2:去离子水和浓盐酸混合后，将混合溶液进行磁力搅拌10min，然后将氯化钯加入到混合溶液中，其中氯化钯与混合溶液的质量比为1:5000，磁力搅拌溶液使加入的氯化钯充分溶解；

S3:将S2中得到的溶液进行磁力搅拌30min，得到氯化钯活化液。

对聚四氟乙烯粉末进行敏化处理，其具体步骤如下：

S1:在室温下将无水乙醇浸润处理的聚四氟乙烯粉末加入到盛有氯化亚锡敏化液的容器中，聚四氟乙烯粉末与氯化亚锡敏化液的质量比为1:100；

S2:将装有聚四氟乙烯粉末和氯化亚锡敏化液的容器置于超声环境中进行超声处理；超声处理时间为5～10min，超声波频率为40kHz，超声水浴温度为50～60℃；

S3:对经过S2步骤后的混合溶液进行过滤，收集经过敏化处理后的聚四氟乙烯粉末，采用去离子水对所收集的聚四氟乙烯粉末进行至少一次洗涤；

S4:直至洗涤所用的去离子水的pH为中性，到了敏化的聚四氟乙烯粉末；

对聚四氟乙烯粉末进行活化处理，其具体步骤如下：

S1:将敏化处理后的聚四氟乙烯粉末加入到盛有氯化钯活化液的烧杯中，聚四氟乙烯粉末与氯化钯活化液的质量比为1:50；

S2:将添加有聚四氟乙烯粉末的氯化钯活化液置于超声波环境中进行超声处理；超声处理时间为5～10min，超声波频率为40kHz，超声水浴温度为50～60℃；

S3:经过超声处理后，对混合溶液进行过滤并收集进行活化处理后的聚四氟乙烯粉末；

S4：采用去离子水对S3中所收集的聚四氟乙烯粉末进行至少一次洗涤；

S5:直至洗涤用的去离子水的pH为中性，得到先后经敏化和活化处理的聚四氟乙烯粉末。

5.如权利要求4所述的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：

配制制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末所用化学镀镍磷镀液的具体步骤如下：

S1:室温下将次亚磷酸钠加入到盛有去离子水的容器中，次亚磷酸钠与去离子水的质量比为1.5～2:200；

S2:设定加热温度为50～60℃，进行加热水浴的同时进行磁力搅拌，转子速度控制在300～400r/min；

S3:当S2中的溶液温度升至50～60℃且次亚磷酸钠完全溶解后，依次将硫酸镍、柠檬酸、醋酸钠、丁二酸、氟化氢铵加入到溶液中，搅拌溶液使加入的各试剂溶解；

S4:待所加试剂皆充分溶解后，将溶液温度降至室温，并用质量浓度为25％的氨水将溶液的pH值调至4.4～5.4，得到化学镀镍磷镀液；

制备镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的具体步骤如下：

S1:将化学镀镍磷镀液温度以2℃/min的升温速率由室温升至80～85℃；

S2:将经敏化和活化处理并清洗干净后的聚四氟乙烯粉末加入到温度已升至80～85℃的化学镀镍磷镀液中并进行搅拌，聚四氟乙烯粉末与化学镀镍磷镀液的质量比为1:200；

其中S2中的搅拌从聚四氟乙烯粉末加入的开始直至施镀结束的整个过程，需要持续进行搅拌；搅拌时转子速度控制在300～400r/min；控制化学镀镍磷镀液的温度为80～85℃，在搅拌的同时对聚四氟乙烯粉末施镀，所述施镀的时间为60～90min。

S3:施镀结束后先停止搅拌，然后关闭电源温控系统，待镀液冷却至室温后对施镀液进行过滤收集固体颗粒，采用去离子水多次洗涤所收集的固体颗粒；

S4:直至等离子洗涤液的pH为中性，将洗涤干净的固体颗粒置于烘箱中干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为10h，得到镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末；

镍磷-聚四氟乙烯复合材料的胺化处理的具体步骤如下：

S1：在通风环境下，将质量浓度为98％的水合肼加入到无水乙醇中，得到水合肼乙醇混合溶液，水合肼与无水乙醇的质量比为1:2～3，进行磁力搅拌持续时间为15min，转子速度控制在150～200r/min；

S2:将经化学镀镍磷后制备的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末加入到水合肼乙醇溶液中，镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末与水合肼乙醇溶液的质量比为3～5:200；

S3:对S2中的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末和水合肼乙醇溶液的混合物进行密封，并在室温下磁力搅拌混合溶液45～60min，搅拌时的转子速度控制在150～200r/min；

S4：在通风环境下，对水合肼乙醇溶液进行过滤，将镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末过滤出来，再次对水合肼乙醇溶液滤液进行密封；

S5:将过滤后的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末平铺于洁净的不锈钢滤网上；不锈钢滤网置于S4中再次密封后的水合肼乙醇溶液上；

S6:将顶部置有平铺有水合肼浸渍处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的不锈钢滤网、以及水合肼乙醇溶液进行紫外辐照处理。

6.如权利要求5所述的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：

反应时的温度控制为70～80℃、温度由温控系统进行控制，紫外灯从顶部向下进行照射，紫外灯的功率为40W、辐照波长为254nm；调整紫外灯位置，使其处于不锈钢滤网的正上方15cm处，反应器顶部预留有一个直径为1cm的气体挥发孔，反应器内挥发出的蒸汽由此孔排出并经通气管道排入盛有单独配制的质量浓度为5％的过氧化氢水溶夜的容器中进行吸收；紫外辐照处理的辐照温度为70～80℃，辐照时间为24～30h；紫外辐照处理结束后，将镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末从紫外辐照反应器中取出并置于真空干燥箱中于80℃温度下干燥处理6～9h，得到胺化处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末。

7.如权利要求1所述的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：

制备石墨烯粉末的具体步骤如下：

S1:将浓硫酸加入到容器中，采用冰水浴冷却使其温度保持在0～5℃之间；然后向容器中加入石墨粉末；

S2:采用冰水浴控制容器内混合溶液温度不高于5℃，对混合溶液进行磁力搅拌，磁力搅拌的时间为90min，以使石墨粉末与硫酸溶液混合均匀；

S3:将质量分数为82～86％的高锰酸钾固体粉末按等质量分为3份、在1h内将其分3批次加入到混合溶液中，每批次高锰酸钾固体粉末加入的时间为5～10min；

S4:待3份高锰酸钾固体粉末全部加入后，将容器置于低温恒温槽内，控制容器内混合溶液的温度为12～15℃，对混合溶液进行持续搅拌30min；

S5:将混合溶液从低温恒温槽中取出，置于数控恒温水浴槽内，保持烧杯内混合溶液的温度在27～33℃、搅拌混合溶液反应2h，得到颜色为褐色的悬浮浑浊液；

S6:采用滴液漏斗将去离子水加入到褐色悬浮浑浊液中，去离子水与悬浮浑浊液的体积比为2:1；

S7:待去离子水加入完毕，S6中的混合溶液的温度升高至87～92℃之间，维持该温度进行搅拌反应，搅拌反应的时间为20～30min；

S8:向完成S7的搅拌反应的混合溶液中加入质量浓度为30％的过氧化氢，使溶液颜色变为亮黄色；

S9:对亮黄色溶液进行过滤，收集固体状态的滤饼，用质量浓度为5％的稀盐酸溶液对滤饼进行洗涤，得到金黄色的滤饼，用去离子水洗涤滤饼，直至去离子水洗涤液的pH为中性，将收集并洗净的滤饼固体置于干燥箱中在80℃下烘干；

S10:将烘干后的滤饼置于盛有去离子水的容器中，去离子水与滤饼的质量比为33～50:1，并将加有滤饼的去离子水混合溶液进行超声处理，得到均匀、颜色呈淡黄色的胶态溶液；

S11:混合溶液经过超声处理后，将质量浓度为50％的水合肼和质量浓度为25％的氨水加入到经过超声处理的混合溶液中，直至淡黄色胶态溶液变为黑色悬浮溶液，在室温下搅拌黑色悬浮溶液45～60min，之后进行离心处理以收集悬浮固体；

S12:用去离子水将悬浮固体洗涤至中性后，之后将其置于冰箱中冷冻干燥12h，得到凝胶态石墨烯；

S13:将干燥后的凝胶态石墨烯进行研磨，得到平均粒径为0.5μm的石墨烯超细粉末；

8.如权利要求7所述的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：S10中，超声波处理时间为2h，超声波频率为40kHz，超声波水浴温度为20～30℃；

S11中离心处理的转速为4000r/min，离心时间为10min；

S13中，在高能球磨机中进行研磨；

该球磨机转速为1425r/min，研磨时间为10～15min。

9.如权利要求8的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：对石墨烯粉末的乙二胺改性处理的具体步骤如下：

将研磨处理后的石墨烯粉末超声分散于N,N-二甲基乙酰胺溶液中，石墨烯粉末与N,N-二甲基乙酰胺溶液的质量比为1～2:250～400，超声处理时间为60～90min，超声波频率为40kHz；然后向超声处理后的溶液中加入乙二胺，并在80℃下将混合溶液磁力搅拌反应12～18h；混合溶液反应12～18h后，将混合溶液真空抽滤收集截留的固体，并用去离子水将收集的固体洗涤至中性，最后将洗净的固体在60℃下干燥10h，得到乙二胺改性石墨烯。

10.如权利要求9所述的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：

石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末的制备的具体步骤如下：

S1:将乙二胺改性处理的石墨烯粉末加入到无水乙醇中，乙二胺改性处理的石墨烯粉末与无水乙醇的质量比为1～2:40，并进行超声振荡60～90min，超声波频率为40kHz，超声波水浴温度为25～35℃，使乙二胺改性石墨烯粉末在无水乙醇中均匀分散；

S2:将胺化处理的镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末加入到分散有乙二胺改性石墨烯粉末的乙醇溶液中，并在室温下磁力搅拌混合溶液120～150min，使胺化镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末与乙二胺改性石墨烯粉末在乙醇溶液中均匀分散，制得石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯乙醇混合溶液；

S3:将所制石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯乙醇混合溶液置于干燥箱中，与100℃温度下干燥处理48h，得到石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯混合粉末；

S4:石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料的成型处理：

a、首先将石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯复合材料粉末装入冷模压模具中进行压制成型，模具材质为304不锈钢、内腔直径为5cm，压制压强为45MPa，压制时间为20min；混合粉末压制处理后，将压制处理后的薄片从冷模压模具中取出，对其进行修整去毛刺，使其光滑平整，即制得了石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料薄片；

b、将修整后的石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料薄片置于温控电炉中进行热处理，首先将电炉炉膛温度自室温以1℃/min的升温速率升至327℃，并在327℃保温60min；然后以1℃/min的升温速率将电炉炉膛温度升至375℃，并在375℃保温90min；随后将炉膛温度由375℃降至327℃，降温所需时间为90min，并在327℃保温60min；然后再将炉膛温度由327℃降至200℃，降温所需时间为150min，并在200℃保温30～40min；最后关闭电炉电源，待电炉炉膛温度由200℃自然冷却至室温后将热处理后的薄片取出，制得了石墨烯-镍磷-聚四氟乙烯耐磨减摩复合材料。