CN111364253A - 一种自润滑衬垫织物及其制备方法、一种自润滑衬垫复合材料 - Google Patents

一种自润滑衬垫织物及其制备方法、一种自润滑衬垫复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种自润滑衬垫织物及其制备方法、自润滑衬垫复合材料，属于功能材料技术领域。本发明在混纺纤维布中引入二氧化钛，一方面改善了混纺纤维布的自身承载问题；另一方面有效提高了纳米颗粒(银纳米片、纳米二氧化钛)与混纺纤维布的结合能力；更重要的是解决了纳米颗粒在酚醛树脂基体中难以分散的难题。银纳米片的加入提高了混纺纤维布的抗紫外线辐照能力、润滑性和摩擦性能，进而有效地延长了自润滑衬垫织物的使用寿命。同时，所述自润滑衬垫织物的制备方法简单、原料来源广，环保无污染。另外，由自润滑衬垫织物形成的自润滑衬垫复合材料具有优异的润滑性、摩擦学性能和抗紫外辐照能力。

Description

一种自润滑衬垫织物及其制备方法、一种自润滑衬垫复合 材料
技术领域
本发明涉及功能材料技术领域，尤其涉及一种自润滑衬垫织物及其制备方法、一种自润滑衬垫复合材料。
背景技术
低地球轨道(Low Earth Orbit，LEO)距离地球表面200～700km，是载人飞船、对地观测卫星、气象卫星、空间站等航天器的运行区域。LEO轨道环境中影响航天器服务寿命和运行可靠性的主要因素是紫外辐照和原子氧辐照。太阳电磁辐射的波长主要在3000nm以下，按波长从长到短可以分为近红外光(800～3000nm)、可见光(400～800nm)和紫外光(400nm以下)。尽管太阳紫外辐射仅占太阳总辐射量的8.8％，但是航天器在空间轨道环境中会完全暴露在太阳紫外线中。
随着科学技术的快速发展，特别是特殊工况下工作的特殊机械结构，尤其是在极苛刻工况条件下工作的轴承，其油脂润滑有时会失效，只能依靠轴承中自润滑材料提供的转移膜为轴承正常工作提供润滑。其中，织物衬垫自润滑关节轴承成为了可靠的选择。织物自润滑衬垫是混合织物复合材料的一种类型，织物衬垫具有低摩擦系数、高耐磨性和高承载能力的特点，在干摩擦润滑中扮演了很重要的角色，尤其在航空航天领域的自润滑关节轴承中得到了应用。然而，空间环境中的紫外线辐照对这种以聚合物为主要构成方式的润滑材料提出了新的挑战。紫外线辐射中的单个光子具有的能量与它的波长λ或频率ν有关，其公式为E＝hν＝hc/λ式中，h为Planck常数；c为光速。计算得知，紫外线中的单个光子具有的能量，足以打断高分子链中大量的C-C、C-O及C-H键等共价键，从而破坏高分子材料的微观结构和成分，造成高分子材料性能退化。在实际的空间应用中，太阳紫外线会使得有机热控涂层产生裂纹、脆裂等老化现象，从而降低其机械性能。而且还会使涂层树脂发生分子链的降解和交联反应，从而改变了涂层的内聚力，导致涂层出现分离和粉化现象。
因此，如何提高自润滑衬垫材料的抗紫外线辐照能力成为空间材料的研究趋势。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自润滑衬垫织物及其制备方法、一种自润滑衬垫复合材料，本发明提供的自润滑衬垫织物具有优异的抗紫外线辐照能力和润滑性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种自润滑衬垫织物，包括改性混纺纤维布和负载在所述改性混纺纤维布上的银纳米片、纳米二氧化钛和酚醛树脂；所述改性混纺纤维布为二氧化钛接枝混纺纤维布。
优选地，所述银纳米片质量为酚醛树脂质量的24～48％。
优选地，所述银纳米片的尺寸为5～20μm。
优选地，所述纳米二氧化钛质量为酚醛树脂质量的10～25％。
优选地，所述纳米二氧化钛的粒径为10～50nm。
优选地，所述改性混纺纤维布由包括以下步骤的方法制备得到：
将3,4-二羟苯乙胺、三(羟基甲基)氨基甲烷和水混合，得到混合液，将混纺纤维布浸渍于所述混合液中进行预处理，得到预处理混纺纤维布；
在盐酸溶液中滴加钛酸四正丁酯，搅拌，得到水热液；将所述预处理混纺纤维布置于所述水热液中，进行水热反应，得到所述改性混纺纤维布。
优选地，所述混纺纤维布为聚四氟乙烯纤维和聚间苯二甲酰间苯二胺纤维按重量比1:1混纺而成的布，所述混纺纤维布的厚度为0.1～0.4mm。
本发明还提供了上述技术方案所述的自润滑衬垫织物的制备方法，包括以下步骤：
将银纳米片、纳米二氧化钛、酚醛树脂胶粘剂和稀释剂混合分散，得到润滑浸渍液；
将所述润滑浸渍液涂敷于改性混纺纤维布上，干燥，得到所述自润滑衬垫织物。
本发明还提供了一种自润滑衬垫复合材料，所述自润滑衬垫复合材料由层叠设置的自润滑衬垫织物、酚醛树脂和金属基材经固化成型得到；
所述自润滑衬垫织物为上述技术方案所述的自润滑衬垫织物或上述技术方案所述的制备方法得到的自润滑衬垫织物。
优选地，所述固化成型的压力为0.01～0.03MPa，温度为100～200℃，时间为1.5～8h。
本发明提供了本发明提供了一种自润滑衬垫织物，包括改性混纺纤维布和负载在所述改性混纺纤维布上的银纳米片、纳米二氧化钛和酚醛树脂；所述改性混纺纤维布为二氧化钛接枝混纺纤维布。本发明在混纺纤维布中引入二氧化钛，一方面改善了混纺纤维布的自身承载问题；另一方面有效提高了后续纳米颗粒(银纳米片、纳米二氧化钛)与混纺纤维布的结合能力；更重要的是解决了纳米颗粒(银纳米片、纳米二氧化钛)在聚合物基体(酚醛树脂)中难以分散的难题。银纳米片的加入提高了改性混纺纤维布的抗紫外线辐照能力、保证了摩擦过程中自润滑衬垫织物的摩擦系数稳定性，同时为自润滑织物衬垫提供了优异的润滑性能。另外，银纳米片减小了摩擦副对磨过程中的彼此损伤，有效地延长了织物自润滑衬垫织物的使用寿命。
本发明还提供了一种自润滑衬垫织物的制备方法，本发明的改性混纺纤维布提高了混纺纤维布的上浆率；再通过稀释剂、银纳米片、酚醛树脂胶粘剂和纳米二氧化钛形成的润滑浸渍液对改性混纺纤维布进行浸渍，使银纳米片和纳米二氧化钛高效率地负载在改性混纺纤维布一侧，提高了自润滑衬垫织物的抗紫外线能力和润滑性。
本发明还提供了一种自润滑衬垫复合材料，本发明的复合材料通过酚醛树脂将自润滑衬垫织物粘贴在金属基材上，提高金属基材的抗紫外线能力、耐磨性和润滑性，进而提高了使用寿命。实施例的数据表明：所得自润滑织物复合材料不仅表现出了优异的抗磨性能，同时，与传统的聚合物材料紫外辐照后的摩擦系数增高相比，本发明提供的自润滑织物复合材料经过紫外辐照后，相反其摩擦摩擦系数有降低的趋势，证明了其具备一定的抗紫外辐照能力。
附图说明
图1为本发明使用的银纳米片的形貌图；
图2为实施例2所得改性混纺纤维布上原位合成的二氧化钛的形貌以及EDS图；
图3为实施例5混纺纤维布的表面形貌图，其中(a)图为实施例5预处理混纺纤维布表面照片，(b)图为实施例5预处理混纺纤维布经润滑浸渍液浸渍后的照片，(c)图为实施例5改性混纺纤维布经润滑浸渍液浸渍后的照片。
具体实施方式
本发明提供了一种自润滑衬垫织物，包括改性混纺纤维布和负载在所述改性混纺纤维布上的银纳米片、纳米二氧化钛和酚醛树脂；所述改性混纺纤维布为二氧化钛接枝混纺纤维布。
在本发明中，所述银纳米片、纳米二氧化钛和酚醛树脂的质量之和优选为改性混纺纤维布质量的30～65％，进一步优选为40～60％，更优选为45～50％。
在本发明中，所述银纳米片质量优选为酚醛树脂质量的24～48％，进一步优选为30～40％，更优选为36％；所述银纳米片的尺寸优选为5～20μm。本发明对所述银纳米片的来源不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的制备方法制得或市售产品均可。在本发明中，所述银纳米片能够提高自润滑衬垫织物的抗紫外线辐照能力，从而延长可自润滑衬垫织物在空间环境下的使用寿命。同时，银纳米片的引入，保证了摩擦过程中摩擦系数的稳定，同时为自润滑织物衬垫提供了优异的润滑性能，减小了摩擦副对磨过程中的彼此损伤，有效的延长了织物自润滑关节轴承的使用寿命。
在本发明中，所述纳米二氧化钛质量优选为酚醛树脂质量的10～25％，进一步优选为15～20％；所述纳米二氧化钛的粒径优选为10～50nm。本发明对所述纳米二氧化钛的来源不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
在本发明中，所述改性混纺纤维布优选由包括以下步骤的方法制备得到：
将3,4-二羟苯乙胺、三(羟基甲基)氨基甲烷和水混合，得到混合液，将混纺纤维布浸渍于所述混合液中进行预处理，得到预处理混纺纤维布；
在盐酸溶液中滴加钛酸四正丁酯，搅拌，得到水热液；将所述预处理混纺纤维布置于所述水热液中，进行水热反应，得到所述改性混纺纤维布。
本发明将3,4-二羟苯乙胺、三(羟基甲基)氨基甲烷和水混合，得到混合液，将混纺纤维布浸渍于所述混合液中进行预处理，得到预处理混纺纤维布。
在本发明中，所述3,4-二羟苯乙胺和三(羟基甲基)氨基甲烷的质量比优选为8:3～4:3，进一步优选为7:3～5:3；所述3,4-二羟苯乙胺和三(羟基甲基)氨基甲烷的质量之和与水的质量比优选为1:10。
在本发明中，所述混纺纤维布优选为聚四氟乙烯纤维和聚间苯二甲酰间苯二胺纤维按按重量比1:1的混纺而成的布，所述混纺纤维布的厚度优选为0.1～0.4mm。
本发明对所述混合液和混纺纤维布的用量比不做具体限定，只要能够使混纺纤维布充分浸渍在混合液中即可。
在本发明中，所述预处理的温度优选为室温，即不需要额外加热或者冷却，时间优选为15～60min，进一步优选为30min。本发明的预处理能够在混纺纤维布上引入活性基团羟基等，能够改善混纺纤维布中纤维表面的浸润性，从而提高混纺纤维布的上浆量。
所述预处理结束后，本发明优选将浸渍后的混纺纤维布取出并干燥。在本发明中，所述干燥的温度优选为80～100℃，时间优选为0.5～10h；所述干燥优选在鼓风烘箱中进行。
得到预处理混纺纤维布后，本发明在盐酸溶液中滴加钛酸四正丁酯，搅拌，得到水热液；将所述预处理混纺纤维布置于所述水热液中，进行水热反应，得到改性混纺纤维布。
在本发明中，所述盐酸溶液优选由水和浓盐酸混合而成；所述浓盐酸优选为市售浓盐酸；所述水和浓盐酸的体积比优选为37:3～15:25，进一步优选为35:5～30:10，更优选为32:8。
在本发明中，所述盐酸溶液与钛酸四正丁酯的体积比优选为40:2～10。
在本发明中，所述搅拌的时间优选为2～10h，进一步优选为4～8h，更优选为6h。
本发明对所述水热液和预处理混纺纤维布的用量比没有特殊的限定，只要预处理混纺纤维布能够充分浸渍于水热液中即可。
在本发明中，所述水热反应的温度优选为80～120℃，进一步优选为90～100℃，时间优选为6～24h，进一步优选为12～18h；所述水热反应优选在水热反应釜中进行。
水热反应结束后，本发明优选还包括将水热反应后的预处理混纺布取出，洗涤并干燥，得到所述改性混纺纤维布。
在本发明中，所述洗涤用试剂优选为去离子水；本发明对洗涤的时间不做具体限定，只要能够将混纺纤维布上未结合的二氧化钛和盐酸洗掉即可。在本发明中，所述干燥的温度优选为60～100℃，进一步优选为80℃。本发明对所述干燥的时间不做具体限定，只要能够使改性混纺纤维布干燥即可。在本发明中，所述干燥优选在烘箱中进行。
本发明在混纺纤维布上采用水热法原位合成纳米二氧化钛，赋予混纺纤维布一定的成核官能团，有效提高了后续银纳米片和纳米二氧化钛与混纺纤维布的结合能力，从而改善了自润滑衬垫织物的承载问题；同时，二氧化钛在混纺纤维布上的接枝，解决了纳米颗粒(后续银纳米片和纳米二氧化钛)在聚合物基体(酚醛树脂)中难以分散的难题。更重要的是，有效阻止了后续润滑浸渍液的渗透作用，改善自润滑织物衬垫材与金属基体的粘结力，延长自润滑织物衬垫的使用寿命。
本发明还提供了上述技术方案所述的自润滑衬垫织物的制备方法，包括以下步骤：
将银纳米片、纳米二氧化钛、酚醛树脂胶粘剂和稀释剂混合分散，得到润滑浸渍液；
将所述润滑浸渍液涂敷于改性混纺纤维布上，干燥，得到所述自润滑衬垫织物。
本发明将银纳米片、纳米二氧化钛、酚醛树脂胶粘剂和稀释剂混合分散，得到润滑浸渍液。
在本发明中，所述酚醛树脂胶粘剂优选为酚醛-丁腈胶粘剂、酚醛-缩醛胶粘剂或酚醛-环氧胶粘剂；所述酚醛树脂胶粘剂的固含量优选≥75％，进一步优选为75％。在本发明中，所述酚醛树脂胶粘剂为酚醛树脂和溶剂的混合物，具体地，当酚醛树脂胶粘剂为酚醛-丁腈胶粘剂，其中丁腈为溶剂，该溶剂在后续干燥过程中会挥发，所以该溶剂不会存在在最终产品自润滑衬垫织物中。在本发明中，所述酚醛树脂胶粘剂的固含量为酚醛树脂质量占酚醛树脂胶粘剂总质量的百分比。
在本发明中，所述稀释剂优选为乙醇、丙酮、乙酸乙酯或四氢呋喃。在本发明中，所述稀释剂在后续的干燥过程中挥发，所以不会存在于最终产品自润滑衬垫织物中。
在本发明中，所述银纳米片质量优选为酚醛树脂胶粘剂中酚醛树脂质量的24～48％。
在本发明中，所述纳米二氧化钛质量优选为酚醛树脂胶粘剂中酚醛树脂质量的10～25％。
在本发明中，所述混合分散的转速优选为10000～21000r/min，进一步优选为12000～18000r/min，本发明对所述混合分散的时间不做具体限定，只要能够使银纳米片、纳米二氧化钛、酚醛树脂胶粘剂和稀释剂充分混合分散即可。
在本发明中，所述润滑浸渍液的固含量优选为20～35％，即银纳米片、纳米二氧化钛和酚醛树脂质量和占润滑浸渍液质量的百分比。本发明将润滑浸渍液的固含量控制为20～35％，能够保证润滑浸渍液对改性混纺纤维布的充分浸渍，同时不至于渗透，保证最终自润滑衬垫织物与金属基体的粘结力。
得到润滑浸渍液后，本发明将所述润滑浸渍液涂敷于改性混纺纤维布上，干燥，得到所述自润滑衬垫织物。
在本发明中，所述改性混纺纤维布的获得方式与上述技术方案一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述干燥的温度优选为80～100℃，时间优选为0.5～2h；所述干燥优选在鼓风烘箱中进行。
在本发明中，所述自润滑衬垫织物的重量相比所述改性混纺纤维布优选增重30～65％，进一步优选为40～60％，更优选为45～50％。
在本发明中，当所述自润滑衬垫织物的重量相比所述改性混纺纤维布没有增重30～65％，优选重复步骤“将所述润滑浸渍液涂敷于所述改性混纺纤维布上，干燥，得到所述自润滑衬垫织物”，以使自润滑衬垫织物达到增重要求。
在本发明中，所述自润滑衬垫织物的重量相比所述改性混纺纤维布增重30～65％，提高了混纺纤维布的承载能力，同时改善其摩擦磨损性能，另外还保证了其与金属基体的粘结力。
本发明提供的自润滑衬垫织物的制备方法采用原位复合法在混纺纤维布上成功负载了二氧化钛，提高了混纺纤维布的接枝负载能力，再通过浸渍将酚醛树脂胶粘剂、银纳米片和纳米二氧化钛成功地负载在改性混纺纤维布上，提高了自润滑衬垫织物的自身承载力、润滑性及摩擦性。同时，本发明提供的方法原料廉价、来源广，制备过程简单，且节能环保。
本发明还提供了一种自润滑衬垫复合材料，所述自润滑衬垫复合材料由层叠设置的自润滑衬垫织物、酚醛树脂和金属基材经固化成型得到；
所述自润滑衬垫织物为上述技术方案所述的自润滑衬垫织物或上述技术方案所述的制备方法得到的自润滑衬垫织物。
本发明对所述酚醛树脂的用量不作具体限定，只要能够将所述金属基材全部覆盖即可，一般是均匀地涂敷2～3次。在本发明中，所述固化成型的压力优选为0.01～0.03MPa，进一步优选为0.02MPa，温度优选为100～200℃，进一步优选为120～180℃，更优选为150℃；时间优选为1.5～8h，进一步优选为3～5h。在本发明中，所述金属基材的材质优选为钛合金、304钢、铝或轴承钢；所述金属基材的尺寸优选为尺寸18×18×2mm。
本发明提供的自润滑衬垫复合材料具有优异的抗紫外线能力、润滑性和摩擦性，在空间环境中具有较长的使用寿命
下面结合实施例对本发明提供的自润滑衬垫织物及其制备方法、自润滑衬垫复合材料进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
1.将8g 3,4-二羟苯乙胺和3g三(羟基甲基)氨基甲烷溶于110g去离子水中，然后将混纺纤维布浸渍于上述混合液中进行预处理60min，取出然后移至100℃鼓风烘箱中干燥0.5h，得到预处理混纺纤维布备用；
2.H2O和浓盐酸按照体积比为37mL:3mL混合得到盐酸溶液，并往盐酸溶液中逐滴滴加10mL的钛酸四正丁酯(TBT)，机械搅拌10h，得到水热液；将所得水热液和预处理混纺纤维布置于100mL的不锈钢水热反应釜中，在80℃下恒温反应24h；反应釜自然冷却至室温然后取出，用去离子水冲洗表面吸附的TiO2颗粒和盐酸溶液，随后在100℃烘箱中干燥，得到改性混纺纤维布；
3.将10g酚醛-丁腈胶粘剂(固含量75％)、1.8g银纳米片(尺寸为20μm)以及0.75g纳米二氧化钛(10～50nm)分散在37.7g乙酸乙酯中，在高速分散乳化机中以10000r/min的速度进行充分混合，即得润滑浸渍液；
4.将所述润滑浸渍液涂敷于改性混纺纤维布上，然后移至100℃鼓风烘箱中干燥0.5h，并重复该过程至改性混纺纤维布增重30％，得到自润滑衬垫织物；
5.用酚醛树脂将自润滑衬垫织物粘贴于轴承钢表面，并施加0.03MPa的压力，于100℃下保温固化8h成型，得自润滑衬垫复合材料。
图1为本发明使用的银纳米片的形貌图，从图1可以看出：本发明使用的银纳米片尺寸为20μm左右。
实施例2
1.将4g 3,4-二羟苯乙胺和3g三(羟基甲基)氨基甲烷溶于70g去离子水中，然后将混纺纤维布浸渍于上述混合液中进行预处理15min，取出，然后移至80℃鼓风烘箱中干燥10h，得到预处理混纺纤维布备用；
2.H2O和浓HCl按照体积比为15mL:25mL混合得到盐酸溶液，并往盐酸溶液中逐滴滴加2mL的钛酸四正丁酯(TBT)，机械搅拌2h，得到水热液；将所得水热液和预处理纤维混纺布置于100mL的不锈钢水热反应釜中，在120℃下恒温反应6h；反应釜自然冷却至室温然后取出，用去离子水冲洗表面吸附的TiO2颗粒和盐酸溶液，随后在80℃烘箱中干燥，得到改性混纺纤维布；
3.将10g酚醛-缩醛胶粘剂(固含量75％)、3g银纳米片(尺寸为20μm)以及1.875g纳米二氧化钛(粒径为10～50nm)分散在2.5g丙酮中，在高速分散乳化机中以21000r/min的速度进行充分混合，即得润滑浸渍液；
4.将所述润滑浸渍液涂敷于改性混纺纤维布上，然后移至80℃鼓风烘箱中干燥2h，并重复该过程至改性混纺纤维布增重65％，得到自润滑衬垫织物；
5.最后用酚醛树脂将上述自润滑衬垫织物粘贴于钛合金表面，并施加0.01MPa的压力，于200℃下保温固化1.5h成型，得自润滑衬垫复合材料。
图2为本实施例所得改性混纺纤维布上原位合成的二氧化钛的形貌以及EDS图，其中右侧的图为二氧化钛的EDS图；从图2可以看出：EDS图中包括Ti和O元素，证明了纳米二氧化钛在纤维表面的原位接枝的成功，其粒径为10～50nm。
实施例3
1.将5g 3,-二羟苯乙胺和3g三(羟基甲基)氨基甲烷溶于80g去离子水中，然后将混纺纤维布浸渍于上述混合液中进行预处理30min，取出，然后移至100℃鼓风烘箱中干燥0.5h，得到预处理混纺纤维布备用；
2.H2O和浓HCl按照体积比为35mL:5mL混合得到盐酸溶液，并往盐酸溶液中逐滴滴加4mL的钛酸四正丁酯(TBT)，机械搅拌8h，得到水热液；将所得水热液和预处理混纺纤维布置于100mL的不锈钢水热反应釜中，在90℃下恒温反应6h；反应釜自然冷却至室温然后取出，用去离子水冲洗表面吸附的TiO2颗粒和盐酸溶液，随后在100℃烘箱中干燥，得到改性混纺纤维布；
3.将10g酚醛-环氧胶(固含量75％)、2.25g银纳米片(尺寸为20μm)以及1.125g纳米二氧化钛(粒径为10～50nm)分散在50g乙醇中，在高速分散乳化机中以18000r/min的速度进行充分混合，即得润滑浸渍液；
4.将所述润滑浸渍液涂敷于改性混纺纤维布上，然后移至100℃鼓风烘箱中干燥0.5h，并重复该过程至改性混纺纤维布增重50％，得到自润滑衬垫织物；
5.最后用酚醛树脂将自润滑衬垫织物粘贴于304钢表面，并施加0.01MPa的压力，于120℃下保温固化3h成型，得自润滑衬垫复合材料。
实施例4
1.将4g 3,4-二羟苯乙胺和3g三(羟基甲基)氨基甲烷溶于70g去离子水中，然后将混纺纤维布浸渍于上述混合液中进行预处理60min，取出然后移至100℃鼓风烘箱中干燥10h，得到预处理混纺纤维布备用；
2.H2O和浓HCl按照体积比为30mL:10mL混合得到盐酸溶液，并往盐酸溶液中逐滴滴加6mL的钛酸四正丁酯(TBT)，机械搅拌4h，得到水热液；将所得水热液和预处理混纺纤维布置于100mL的不锈钢水热反应釜中，在100℃下恒温反应12h；反应釜自然冷却至室温然后取出，用去离子水冲洗表面吸附的TiO2颗粒和盐酸溶液，随后在100℃烘箱中干燥，得到噶性混纺纤维布；
3.将10g酚醛-环氧胶粘剂(固含量75％)、3g银纳米片(尺寸为20μm)以及0.75g纳米二氧化钛(粒径为10～50nm)分散在42.5g四氢呋喃中，在高速分散乳化机中以12000r/min的速度进行充分混合，即得润滑浸渍液；
4.将所述润滑浸渍液涂敷于改性混纺纤维布，然后移至100℃鼓风烘箱中干燥0.5h，并重复该过程至改性混纺纤维布增重45％，得到自润滑衬垫织物；
5.最后用酚醛树脂将所述自润滑衬垫织物粘贴于铝金属表面，并施加0.02MPa的压力，于180℃下保温固化1.5h成型，得自润滑衬垫复合材料。
实施例5
1.将7g 3,4-二羟苯乙胺和3g三(羟基甲基)氨基甲烷溶于100g去离子水中，然后将混纺纤维布浸渍于上述混合液中进行预处理30min，取出然后移至80℃鼓风烘箱中干燥10h，得到预处理混纺纤维布备用；
2.H2O和浓盐酸按照体积比32mL:8mL混合得到盐酸溶液，并往盐酸溶液中逐滴滴加8mL的钛酸四正丁酯(TBT)，机械搅拌6h，得到水热液；将所得水热液和预处理混纺纤维布置于100mL的不锈钢水热反应釜中，在120℃下恒温反应6h；反应釜自然冷却至室温然后取出，用去离子水冲洗表面吸附的TiO2颗粒和盐酸溶液，随后在100℃烘箱中干燥，得到改性混纺纤维布；
3.将10g酚醛-缩醛胶粘剂(固含量75％)、1.8g银纳米片(尺寸为20μm)以及1.875g纳米二氧化钛(粒径为10～50nm)分散在23.6g乙酸乙酯中，在高速分散乳化机中以21000r/min的速度进行充分混合，即得润滑浸渍液；
4.将所述润滑浸渍液涂敷于改性混纺纤维布上，然后移至80℃鼓风烘箱中干燥2h，并重复该过程至改性混纺纤维布增重30％，得到自润滑衬垫织物；
5.最后用酚醛树脂将自润滑衬垫织物粘贴于轴承钢表面，并施加0.03MPa的压力，于150℃下保温固化3h成型，得自润滑衬垫复合材料。
图3为本实施例混纺纤维布的表面形貌图，其中(a)图为本实施例混纺纤维布表面照片，(b)图为本实施例预处理混纺纤维布经润滑浸渍液浸渍后的照片，(c)图为本实施例改性混纺纤维布与润滑浸渍液浸渍后的照片。对比图3中三张图片可以看出：经过在混纺纤维布的纤维表面原位合成二氧化钛，润滑浸渍液更易在纤维表面很好的粘结，提高了混纺纤维布的上浆量，保证了混纺纤维布与轴承基体的粘结。
紫外辐照的条件：紫外辐照波长范围为115nm～400nm，辐照强度为300W/m2，辐照时间为6小时。
摩擦方式为环-块接触方式，摩擦实验表征分析的测试条件为：8rpm/50N、测试时间为30min，对偶材料为GCr15轴承钢。
表1为实施例1～5所得自润滑衬垫复合材料的摩擦系数和经过辐照后的自润滑衬垫复合材料的摩擦系数结果，从表1可以看出：所得自润滑衬垫复合材料不仅表现出了优异的抗磨性能，同时，与传统的聚合物材料紫外辐照后的摩擦系数增高相比，本发明提供的自润滑衬垫复合材料经过紫外辐照后，相反其摩擦摩擦系数有降低的趋势，证明了其具备一定的抗紫外辐照能力。
表1不同实施例所得自润滑衬垫复合材料辐照前后的摩擦系数结果
Figure BDA0002412941830000111
Figure BDA0002412941830000121
本发明提供的自润滑衬垫织物具有优异的抗紫外线能力、润滑性及摩擦性能，因而具有较长的使用寿命。同时，自润滑衬垫织物的制备方法简单、原料来源广、环保无污染。另外，由所述自润滑衬垫织物形成的自润滑衬垫复合材料也具有优异的抗紫外线能力，能够延长其在空间环境中的使用寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自润滑衬垫织物，其特征在于，包括改性混纺纤维布和负载在所述改性混纺纤维布上的银纳米片、纳米二氧化钛和酚醛树脂；所述改性混纺纤维布为二氧化钛接枝混纺纤维布。
2.根据权利要求1所述的自润滑衬垫织物，其特征在于，所述银纳米片质量为酚醛树脂质量的24～48％。
3.根据权利要求1或2所述的自润滑衬垫织物，其特征在于，所述银纳米片的尺寸为5～20μm。
4.根据权利要求1所述的自润滑衬垫织物，其特征在于，所述纳米二氧化钛质量为酚醛树脂质量的10～25％。
5.根据权利要求1或4所述的自润滑衬垫织物，其特征在于，所述纳米二氧化钛的粒径为10～50nm。
6.根据权利要求1所述的自润滑衬垫织物，其特征在于，所述改性混纺纤维布由包括以下步骤的方法制备得到：
将3,4-二羟苯乙胺、三(羟基甲基)氨基甲烷和水混合，得到混合液，将混纺纤维布浸渍于所述混合液中进行预处理，得到预处理混纺纤维布；
在盐酸溶液中滴加钛酸四正丁酯，搅拌，得到水热液；将所述预处理混纺纤维布置于所述水热液中，进行水热反应，得到所述改性混纺纤维布。
7.根据权利要求1或6所述的自润滑衬垫织物，其特征在于，所述混纺纤维布为聚四氟乙烯纤维和聚间苯二甲酰间苯二胺纤维按重量比1:1混纺而成的布，所述混纺纤维布的厚度为0.1～0.4mm。
8.权利要求1～7中任一项所述的自润滑衬垫织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将银纳米片、纳米二氧化钛、酚醛树脂胶粘剂和稀释剂混合分散，得到润滑浸渍液；
将所述润滑浸渍液涂敷于改性混纺纤维布上，干燥，得到所述自润滑衬垫织物。
9.一种自润滑衬垫复合材料，其特征在于，所述自润滑衬垫复合材料由层叠设置的自润滑衬垫织物、酚醛树脂和金属基材经固化成型得到；
所述自润滑衬垫织物为权利要求1～7任一项所述的自润滑衬垫织物或权利要求8所述的制备方法得到的自润滑衬垫织物。
10.根据权利要求9所述的自润滑衬垫复合材料，其特征在于，所述固化成型的压力为0.01～0.03MPa，温度为100～200℃，时间为1.5～8h。
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