CN112375315B - 基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料及其制备方法，首先将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；再将共混产物加压成型；最后将加压成型后的共混产物固化即可。本发明以芳氰基树脂基体、润滑组分和增强组分为原料，经共混均匀后加压成型，进一步通过高温梯度烧结得到具有优异润滑性能的自润滑复合材料，由于所添加的芳氰基树脂基体作为复合材料的框架赋予了复合材料优异的高温稳定性，且凭借高度交联的芳杂环结构可以使复合材料在远远高于260℃的环境中长时间使用。

Description

基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于润滑材料技术领域，涉及具有高温自润滑性能的高分子复合材料及其制备方法。
背景技术
自润滑材料，是指本身具有良好的减摩和耐磨性能的固体材料，可用来在两个相互作用的相对运动表面减少摩擦与磨损，例如滑块、轴承表面等。自润滑材料已被广泛运用于民用、军事、航空等诸多领域。而且伴随着航空、军事等高科技行业的快速发展，对于质轻，高强、耐高温的自润滑材料的质量要求也越来越高。
目前高温自润滑材料主要分为金属基自润滑材料、聚合物基自润滑材料、聚合物基复合材料和聚合物合金。金属基自润滑材料是指固体润滑剂如石墨，MoS2作为组分加入到金属基体如含Cr、Ni等的铁基合金中形成的复合材料；其虽有优良的润滑特性以及耐高温性能，但质量大的缺陷使得航天飞行器在使用此类材料时需消耗更多的动力，对飞行器正常运行造成更大的负担。聚合物基自润滑材料是指具有自润滑性能的本体树脂，例如聚醚醚酮、聚酰亚胺；聚合物基复合材料是指将力学增强组分例如纤维、晶须等与聚合物共混制作的复合材料；聚合物合金是指表观均一、含有两种或两种以上不同结构的多组分聚合物体系的材料，例如PC/ABS，PC/PET等。聚合物基自润滑材料、聚合物基复合材料和聚合物合金的优势是质轻、自润滑性能优异，但相比于金属基自润滑材料，耐热性能还有待进一步提高，目前还没有可以在260℃以上长期使用的聚合物基自润滑材料、聚合物基复合材料和聚合物合金的相关报道。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料及其制备方法，以便在保持质轻、自润滑性能优良的同时，提高聚合物基高温自润滑复合材料的使用温度，增加聚合物基高温自润滑复合材料的类型。
本发明所述基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分混合均匀形成共混物；所述共混物中，树脂基体与润滑组分的质量比为(1～10):(10～1)；所述树脂基体与增强组分的质量比为1:(0.01～0.1)；
所述树脂基体由至少一种氰基树脂单体组成；所述润滑组分为四氟乙烯、石墨、碳纳米管、二硫化钼中的至少一种；所述增强组分为凯夫拉纤维、玻璃纤维、碳纤维中的一种；
(2)将共混物加压成型；
(3)将加压成型后的共混物加热固化即得到高温自润滑复合材料。
上述基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，步骤(1)中，所述树脂基体与润滑组分的质量比优选为(1～3):(3～1)。
所述芳氰基树脂单体的结构通式如下：
Figure BDA0002773737240000021
Figure BDA0002773737240000031
上述基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，步骤(1)中，当所述树脂基体由至少两种芳氰基树脂单体组成时，首先通过研磨、熔融或溶液等混合的方式将各芳氰基树脂单体混合均匀，再将混合均匀的芳氰基树脂单体与润滑组分和增强组分混合。
上述基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，步骤(1)中，所述树脂基体、润滑组分和增强组分的混合方式主要为机械共混的方式，例如可以为机械研磨、干法球磨、湿法球磨或者力化学磨盘碾磨等中的至少一种；优选实现方式为：先将树脂基体、润滑组分和增强组分依次经超声分散、机械搅拌和湿法球磨进行共混。经研究发现，湿法球磨过程中转速和时长对于组分研磨和分散情况影响较大，当转速过大或者球磨时间过长会影响最终复合材料的高温稳定性以及润滑特性，转速和球磨时长的优选范围为转速240～260转/分钟，球磨时长5～7小时。而湿法球磨过程中球料比和研磨球的选择可以参考本领域已经匹配的常规选择。
上述基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，步骤(2)中，将共混物在室温下施加压力15～210MPa加压成型，保压时间为2～4min。
上述基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，步骤(3)中，加热固化方式为在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
Tm＜T≤Tm+50℃，保温3～5h；
Tm+50℃＜T≤Tm+200℃，保温3～5h；
式中，Tm为树脂基体的熔化温度；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
当所述树脂基体由至少两种芳氰基树脂单体组成时，以各芳氰基树脂单体中最高熔点单体的熔点作为树脂基体的熔化温度Tm。
本发明使用热固性树脂中具有优异高温稳定性的芳氰基树脂作为基体框架材料，利用其部分单体熔融即反应的工艺特点，通过压型烧结工艺与多种具有自润滑特性的聚合物复合的方式，制备具有耐高温特性的聚合物基自润滑复合材料。所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下重量损失5％的温度可达到530℃，800℃残碳率达到52.9％，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有优良的热氧稳定性。所制备的高温自润滑复合材料摩擦系数可达0.14，说明材料有着优异的自润滑性能。
本发明提供的基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法具有以下有益效果：
1、本发明以芳氰基树脂基体、润滑组分和增强组分为原料，经混合均匀后加压成型，通过高温梯度烧结得到具有优异润滑性能的自润滑复合材料，由于芳氰基树脂基体作为复合材料的框架赋予了复合材料优异的高温稳定性，且凭借高度交联的芳杂环结构可以使复合材料在远远高于260℃的环境中长时间使用。
2、本发明先将混合均匀后的芳氰基树脂基体、润滑组分和增强组分在室温下加压成型，再高温固化，能够减少成分偏聚，从而有利于润滑组分在树脂基体中的均匀分散，改善自润滑材料的使用稳定性。
3、本发明依据不同结构的芳氰基树脂的制备工艺特点，与不同润滑组分复合制备出多孔聚合物基高温自润滑材料。芳氰基树脂组分在多孔复合材料中起到支撑框架作用，润滑组分在高温环境下通过多孔结构在离心力作用下在复合材料表面形成润滑相，材料使用完后润滑组分重新回到结构的孔隙中。
4、本发明采用类似粉末冶金近净成型的工艺，不仅可简化操作，而且加工成本较低。
附图说明
图1为本发明实施例1中制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下的TGA曲线。
图2为本发明实施例1中制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数测试图。
具体实施方式
以将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明。
结构式为A的芳氰基树脂单体的制备方法参见Xiao H,Zhou T,Shi M,et al.Amolding-sintering method inspired by powder metallurgy for thermosettingresins with narrow processing window:A case study on bio-based adeninecontaining phthalonitrile[J].Chemical Engineering Journal,2020,398:125442。
结构式为B2的芳氰基树脂单体的制备方法参见Bio-adenine-bridged moleculardesign approach toward non-covalent functionalized graphene by liquid-phaseexfoliation[J].Journal of Materials ence,2020,55(1):140-150。
结构式为F1-F3的芳氰基树脂单体的制备方法参见Synthesis and propertiesof high temperature phthalonitrile polymers based on o,m,p-dihydroxybenzeneisomers[J].Rsc Advances,2015,5(98):80749-80755。
结构式为G1-G3芳氰基树脂单体的制备方法参见Chen X,Liu J,Xi Z,etal.Synthesis and thermal properties of high temperature phthalonitrile resinscured with self-catalytic amino-contanining phthalonitrle compounds[J].HighPerformance Polymers,2016:0954008316673419。
结构式为B1、B3芳氰基树脂单体的制备方法：依次在250毫升的三口圆底烧瓶中分别加入对(邻)苯二胺(2.7g,24mmol),6-氯嘌呤(8.50g,55mmol),DMF 25毫升以及25毫升正戊醇。在氮气保护，加热至80℃充分搅拌反应6小时。反应结束后冷却至室温，反应混合物体系倒入装有500毫升去离子水的烧杯中搅拌洗涤。同时用碳酸钾饱和水溶液调整pH值至6。沉淀搅洗30分钟后，用真空循环抽滤。将抽滤所得的滤饼继续用300毫升的去离子水搅拌洗涤30分钟，用真空循环抽滤得到滤饼，重复上述操作两次。洗涤过程中用薄层层析(TLC)方法监测洗涤后样品纯度。最终抽滤后的滤饼在真空100℃条件下干燥10个小时,得到产物对苯二胺腺嘌呤。产率：6.87g,79.88％。然后，在250毫升三口圆底烧瓶中依次加入对苯二胺腺嘌呤(3.44g,10mmol)，4-硝基邻苯二甲腈(3.80g,22mmol),充分研磨无水碳酸钾(3.04g,22mmol)以及70毫升DMSO。在氮气氛围下，加热至50℃充分搅拌下反应10小时。反应结束后将维持在50℃温度条件下的反应混合物体系直接用布氏漏斗真空抽滤。将所得滤饼置于装有300毫升去离子水的烧杯中搅拌洗涤30分钟。重复洗涤三次以上直到抽滤所得滤液用pH试纸测试为显示中性。将最终的滤饼用200毫升四氢呋喃溶剂洗涤一次，最终滤饼置于真空100℃条件下干燥10小时得到最终产物B1(B3)。
结构式为C1-C3芳氰基树脂单体的制备方法：在500毫升单口圆底烧瓶中依次加入100mmol对(邻/间)苯二甲醛，220mmol DAMN以及300毫升DMAc，室温搅拌10分钟后，滴加60d浓硫酸，室温下充分搅拌反应1小时。反应结束后，反应混合体系倒入装有500毫升乙腈的烧杯中搅拌洗涤30分钟，用真空循环抽滤。将抽滤所得的滤饼继续用500毫升乙醇搅拌洗涤30分钟，用真空循环抽滤得到滤饼，重复上述操作三次。洗涤过程中用薄层层析(TLC)方法监测洗涤后样品纯度。最终抽滤后的滤饼在真空100℃条件下干燥10小时，得到产物希夫碱。产率：45.31g，90.9％。最后，在1000毫升的三口圆底烧瓶中依次加入84mmol希夫碱，201.46mmol烟酰胺以及350mlDMF，使其充分溶解，之后加入171.43mmol NCS，加热至40℃充分搅拌反应3小时。反应结束后将反应混合物体系倒入装有3000毫升去离子水的烧杯中搅拌洗涤30分钟，用真空循环抽滤。将抽滤所得的滤饼继续用2000毫升的去离子水搅拌洗涤30分钟，用真空循环抽滤得到滤饼，重复上述操作两次。洗涤过程中用薄层层析(TLC)方法监测洗涤后样品纯度。最终抽滤后的滤饼在真空100℃条件下干燥10小时，得到产物C1(C2/C3)，
结构式为D1-D3芳氰基树脂单体的制备方法：在500毫升单口圆底烧瓶中依次加入100mmol对(邻/间)氧基二苯甲醛，220mmol DAMN以及300毫升DMAc，室温搅拌10分钟后，滴加60d浓硫酸，室温下充分搅拌反应1小时。反应结束后，反应混合体系倒入装有500毫升乙腈的烧杯中搅拌洗涤30分钟，用真空循环抽滤。将抽滤所得的滤饼继续用500毫升乙醇搅拌洗涤30分钟，用真空循环抽滤得到滤饼，重复上述操作三次。洗涤过程中用薄层层析(TLC)方法监测洗涤后样品纯度。最终抽滤后的滤饼在真空100℃条件下干燥10小时，得到产物希夫碱。产率：45.31g，90.9％。最后，在1000毫升的三口圆底烧瓶中依次加入84mmol希夫碱，201.46mmol烟酰胺以及350mlDMF，使其充分溶解，之后加入171.43mmol NCS，加热至40℃充分搅拌反应3小时。反应结束后将反应混合物体系倒入装有3000毫升去离子水的烧杯中搅拌洗涤30分钟，用真空循环抽滤。将抽滤所得的滤饼继续用2000毫升的去离子水搅拌洗涤30分钟，用真空循环抽滤得到滤饼，重复上述操作两次。洗涤过程中用薄层层析(TLC)方法监测洗涤后样品纯度。最终抽滤后的滤饼在真空100℃条件下干燥10小时，得到产物D1(D2/D3)。
结构式为E1-E9芳氰基树脂单体的制备方法：依次在1000毫升的四口圆底烧瓶中加入对(间/邻)氟苯甲醛(63.5g，512mmol)，对(间/邻)苯二酚(30.8g，280mmol)，碳酸钾(96.7g，700mmol)以及400毫升DMF。将体系抽排10次后，在流动氮气保护下，加热至155℃充分搅拌反应7小时。反应结束冷却至室温，反应混合物体系倒入装有2500毫升去离子水的烧杯中搅拌洗涤30分钟，用真空循环抽滤。将抽滤所得的滤饼继续用2500毫升的去离子水搅拌洗涤30分钟，用真空循环抽滤得到滤饼，重复上述操作两次。洗涤过程中用薄层层析(TLC)方法监测洗涤后样品纯度。最终抽滤后的滤饼在真空80℃条件下干燥10小时，得到产物亚苯基双(氧基)二苯甲醛。产率：67.47g，82.8％。然后，在500毫升单口圆底烧瓶中依次加入亚苯基双(氧基)二苯甲醛(31.83g，100mmol)，DAMN(23.78g，220mmol)以及300毫升DMAc，室温搅拌10分钟后，滴加60d浓硫酸，室温下充分搅拌反应1小时。反应结束后，反应混合体系倒入装有500毫升乙腈的烧杯中搅拌洗涤30分钟，用真空循环抽滤。将抽滤所得的滤饼继续用500毫升乙醇搅拌洗涤30分钟，用真空循环抽滤得到滤饼，重复上述操作三次。洗涤过程中用薄层层析(TLC)方法监测洗涤后样品纯度。最终抽滤后的滤饼在真空100℃条件下干燥10小时，得到产物希夫碱。产率：45.31g，90.9％。最后，在1000毫升的三口圆底烧瓶中依次加入希夫碱((41.78g，84mmol)，烟酰胺(24.60g，201.46mmol)以及350mlDMF，使其充分溶解，之后加入NCS(22.89g，171.43mmol)，加热至40℃充分搅拌反应3小时。反应结束后将反应混合物体系倒入装有3000毫升去离子水的烧杯中搅拌洗涤30分钟，用真空循环抽滤。将抽滤所得的滤饼继续用2000毫升的去离子水搅拌洗涤30分钟，用真空循环抽滤得到滤饼，重复上述操作两次。洗涤过程中用薄层层析(TLC)方法监测洗涤后样品纯度。最终抽滤后的滤饼在真空100℃条件下干燥10小时，得到产物E1(E2-E9)。
以下实施例中涉及到的测试仪器和方法如下：
1、以下实施例采用TGA测试方法对样品固化行为和热性能进行初步表征。T d5是样品失重5％时的温度；残炭率是指样品在热重分析仪中，到达800℃时的残余重量。
2、以下实施例采用摩擦系数测试对样品的润滑特性进行表征。
复合材料摩擦系数通过摩擦系数测试仪得到，将滑块安放在传感器挂孔上，在一定的接触压力下，将传感器所测得的力信号经过集成器放大获得摩擦系数。
实施例1
本实施例所使用的树脂基体为结构式A和结构式为G1的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000071
本实施例所使用的润滑组分为四氟乙烯(PTFE)。
本实施例所使用的增强组分为凯夫拉纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将0.2g树脂基体、2gPTFE及0.002g凯夫拉纤维加入到15mL去离子水中，超声分散1h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为30min；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨6h，具体参数为：转速为250转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于15MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
300℃保温5h；375℃保温3h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
对本实施例制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下进行热重分析，分析结果如图1所示。从图1中可以看出，所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到530.8℃，800℃残碳率达到52.9％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。
对本实施例制备的高温自润滑复合材料进行摩擦系数测试，测试结果如图2所示。从图中可以看出，本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.16，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例2
本实施例所使用的树脂基体为结构式A和结构式为H1的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000081
本实施例所使用的润滑组分为四氟乙烯(PTFE)。
本实施例所使用的增强组分为凯夫拉纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将1g树脂基体、0.3gPTFE及0.1g凯夫拉纤维加入到15mL去离子水中，超声分散5h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为5h；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨5h，具体参数为：转速为260转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于210MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
325℃保温3h；350℃保温5h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到560℃，800℃残碳率达到59％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.33，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例3
本实施例所使用的树脂基体为结构式A和结构式为B1的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000091
本实施例所使用的润滑组分为四氟乙烯(PTFE)。
本实施例所使用的增强组分为玻璃纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将2g树脂基体、0.2gPTFE及0.02g玻璃纤维加入到15mL去离子水中，超声分散10h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为10h；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨7h，具体参数为：转速为240转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于70MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
315℃保温4h；380℃保温4h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到591℃，800℃残碳率达到61％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.48，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例4
本实施例所使用的树脂基体为结构式A和结构式为B2的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000101
本实施例所使用的润滑组分为石墨。
本实施例所使用的增强组分为玻璃纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将0.66g树脂基体、2g石墨及0.02g玻璃纤维加入到15mL去离子水中，超声分散1h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为30min；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨6h，具体参数为：转速为250转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于15MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
300℃保温5h；375℃保温3h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到500℃，800℃残碳率达到55％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.17，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例5
本实施例所使用的树脂基体为结构式A和结构式为C1的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000111
本实施例所使用的润滑组分为石墨。
本实施例所使用的增强组分为碳纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将1g树脂基体、1g石墨及0.01g碳纤维加入到15mL去离子水中，超声分散5h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为5h；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨5h，具体参数为：转速为260转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于210MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
325℃保温3h；350℃保温5h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到558℃，800℃残碳率达到58％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.34，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例6
本实施例所使用的树脂基体为结构式A和结构式为D1的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000121
本实施例所使用的润滑组分为石墨。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体和润滑组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将2g树脂基体和0.2g石墨加入到15mL去离子水中，超声分散10h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为10h；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨7h，具体参数为：转速为240转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于70MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
315℃保温4h；380℃保温4h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到587℃，800℃残碳率达到60％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.45，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例7
本实施例所使用的树脂基体为结构式B3和结构式为C2的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000122
本实施例所使用的润滑组分为碳纳米管。
本实施例所使用的增强组分为碳纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将0.2g树脂基体、2g碳纳米管及0.02g碳纤维加入到15mL去离子水中，超声分散1h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为30min；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨6h，具体参数为：转速为250转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于15MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
300℃保温5h；375℃保温3h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到501℃，800℃残碳率达到56％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.19，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例8
本实施例所使用的树脂基体为结构式B3和结构式为D2的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000131
本实施例所使用的润滑组分为碳纳米管。
本实施例所使用的增强组分为碳纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将1g树脂基体、1g碳纳米管及0.1g碳纤维加入到15mL去离子水中，超声分散5h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为5h；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨5h，具体参数为：转速为260转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于210MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
325℃保温3h；350℃保温5h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到556℃，800℃残碳率达到57％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.35，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例9
本实施例所使用的树脂基体为结构式B3和结构式为E1的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000141
本实施例所使用的润滑组分为碳纳米管。
本实施例所使用的增强组分为凯夫拉纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将2g树脂基体、0.2g碳纳米管及0.02g凯夫拉纤维加入到15mL去离子水中，超声分散10h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为10h；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨7h，具体参数为：转速为240转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于70MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
315℃保温4h；380℃保温4h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到589℃，800℃残碳率达到62％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.41，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例10
本实施例所使用的树脂基体为结构式B3和结构式为F1的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000151
本实施例所使用的润滑组分为二硫化钼。
本实施例所使用的增强组分为凯夫拉纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将0.2g树脂基体、2g二硫化钼及0.02g凯夫拉纤维加入到15mL去离子水中，超声分散1h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为30min；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨6h，具体参数为：转速为250转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于15MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
300℃保温5h；375℃保温3h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到502℃，800℃残碳率达到55％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.13，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例11
本实施例所使用的树脂基体为结构式B3和结构式为G2的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000161
本实施例所使用的润滑组分为二硫化钼。
本实施例所使用的增强组分为玻璃纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将1g树脂基体、1g二硫化钼及0.01g玻璃纤维加入到15mL去离子水中，超声分散5h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为5h；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨5h，具体参数为：转速为260转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于210MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
325℃保温3h；350℃保温5h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到564℃，800℃残碳率达到57％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.32，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例12
本实施例所使用的树脂基体为结构式B3和结构式为H2的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000171
本实施例所使用的润滑组分为二硫化钼。
本实施例所使用的增强组分为玻璃纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将2g树脂基体、0.2g二硫化钼和0.2g玻璃纤维加入到15mL去离子水中，超声分散10h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为10h；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨7h，具体参数为：转速为240转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于70MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
315℃保温4h；380℃保温4h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到593℃，800℃残碳率达到59％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.45，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例13
本实施例所使用的树脂基体为结构式C3和结构式为D3的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000181
本实施例所使用的润滑组分为四氟乙烯(PTFE)。
本实施例所使用的增强组分为碳纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将0.2g树脂基体、2gPTFE及0.002g碳纤维加入到15mL去离子水中，超声分散1h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为30min；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨6h，具体参数为：转速为250转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于15MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
300℃保温5h；375℃保温3h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到499℃，800℃残碳率达到51％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.18，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例14
本实施例所使用的树脂基体为结构式C3和结构式为E3的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000191
本实施例所使用的润滑组分为四氟乙烯(PTFE)。
本实施例所使用的增强组分为凯夫拉纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将1g树脂基体、1gPTFE及0.01g凯夫拉纤维加入到15mL去离子水中，超声分散5h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为5h；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨5h，具体参数为：转速为260转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于210MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
325℃保温3h；350℃保温5h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到555℃，800℃残碳率达到53％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.39，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例15
本实施例所使用的树脂基体为结构式C3和结构式为F3的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000201
本实施例所使用的润滑组分为四氟乙烯(PTFE)。
本实施例所使用的增强组分为凯夫拉纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将2g树脂基体、0.2gPTFE及0.2g凯夫拉纤维加入到15mL去离子水中，超声分散10h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为10h；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨7h，具体参数为：转速为240转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于70MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
315℃保温4h；380℃保温4h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到590℃，800℃残碳率达到61％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.48，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例16
本实施例所使用的树脂基体为结构式C3和结构式为G3的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000211
本实施例所使用的润滑组分为石墨。
本实施例所使用的增强组分为玻璃纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将0.2g树脂基体、2g石墨及0.002g玻璃纤维加入到15mL去离子水中，超声分散1h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为30min；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨6h，具体参数为：转速为250转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于15MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
300℃保温5h；375℃保温3h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到501℃，800℃残碳率达到55％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.11，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例17
本实施例所使用的树脂基体为结构式C3和结构式为H3的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000212
本实施例所使用的润滑组分为石墨。
本实施例所使用的增强组分为玻璃纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将1g树脂基体、1g石墨及0.1g玻璃纤维加入到15mL去离子水中，超声分散5h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为5h；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨5h，具体参数为：转速为260转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于210MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
325℃保温3h；350℃保温5h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到561℃，800℃残碳率达到59％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.33，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例18
本实施例所使用的树脂基体为结构式D3和结构式为E4的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000221
本实施例所使用的润滑组分为石墨。
本实施例所使用的增强组分为碳纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体和润滑组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将2g树脂基体、0.2g石墨和0.02g碳纤维加入到15mL去离子水中，超声分散10h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为10h；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨7h，具体参数为：转速为240转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于70MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
315℃保温4h；380℃保温4h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到590℃，800℃残碳率达到60％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.42，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例19
本实施例所使用的树脂基体为结构式D3和结构式为F2的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000231
本实施例所使用的润滑组分为碳纳米管。
本实施例所使用的增强组分为碳纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将0.2g树脂基体、2g碳纳米管及0.02g碳纤维加入到15mL去离子水中，超声分散1h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为30min；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨6h，具体参数为：转速为250转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于15MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
300℃保温5h；375℃保温3h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到498℃，800℃残碳率达到50％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.16，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例20
本实施例所使用的树脂基体为结构式D3和结构式为G2的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000241
本实施例所使用的润滑组分为碳纳米管。
本实施例所使用的增强组分为凯夫拉纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将1g树脂基体、1g碳纳米管及0.01g凯夫拉纤维加入到15mL去离子水中，超声分散5h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为5h；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨5h，具体参数为：转速为260转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于210MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
325℃保温3h；350℃保温5h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到560℃，800℃残碳率达到59％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.39，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例21
本实施例所使用的树脂基体为结构式E8和结构式为F3的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000251
本实施例所使用的润滑组分为碳纳米管。
本实施例所使用的增强组分为凯夫拉纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将2g树脂基体、0.2g碳纳米管及0.2g凯夫拉纤维加入到15mL去离子水中，超声分散10h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为10h；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨7h，具体参数为：转速为240转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于70MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
315℃保温4h；380℃保温4h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到592℃，800℃残碳率达到62％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.45，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例22
本实施例所使用的树脂基体为结构式E8和结构式为G1的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000261
本实施例所使用的润滑组分为二硫化钼。
本实施例所使用的增强组分为玻璃纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将0.2g树脂基体、2g二硫化钼及0.002g凯夫拉纤维加入到15mL去离子水中，超声分散1h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为30min；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨6h，具体参数为：转速为250转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于15MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
300℃保温5h；375℃保温3h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到500℃，800℃残碳率达到56％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.37，说明材料有着优异的自润滑性能。
实施例23
本实施例所使用的树脂基体为结构式F1和结构式为G2的芳氰基树脂单体按照质量比1:1通过机械共混方式混合均匀得到。
Figure BDA0002773737240000271
本实施例所使用的润滑组分为二硫化钼。
本实施例所使用的增强组分为玻璃纤维。
本实施例采用以上原料按照以下步骤制备高温自润滑复合材料：
(1)将树脂基体、润滑组分和增强组分共混均匀；该步骤包括以下分步骤：
(2)将1g树脂基体、1g二硫化钼及0.1g玻璃纤维加入到15mL去离子水中，超声分散5h；
(3)将所得分散液按照60转/min进行机械搅拌，搅拌时间为5h；
(4)进一步将机械搅拌所得产物使用湿法球磨方式研磨5h，具体参数为：转速为260转/min，球料比为10:1，研磨球直径10mm：5mm球质量比为1:1；
(5)球磨所得产物进一步于100℃真空干燥12h，得到共混物；
(6)将所得共混物于210MPa压力下保压3min压制成型；
(7)将加压成型后的共混物在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
325℃保温3h；350℃保温5h；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
本实施例所制备的高温自润滑复合材料在氮气氛围下损失5％的温度可达到562℃，800℃残碳率达到58％，说明本实施例所制备的高温自润滑复合材料具有良好的高温稳定性；即使在空气氛围下，材料重量损失5％的温度与氮气氛围下相差不大，说明所制备的高温自润滑复合材料具有良好的热氧稳定性。本实施例制备的高温自润滑复合材料的摩擦系数可达0.32，说明材料有着优异的自润滑性能。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将树脂基体、润滑组分和增强组分混合均匀形成共混物；所述共混物中，树脂基体与润滑组分的质量比为（1~10）:（10~1），树脂基体与增强组分的质量比为1:（0.01~0.1）；
所述树脂基体由至少一种芳氰基树脂单体组成；所述润滑组分为四氟乙烯、石墨、碳纳米管、二硫化钼中的至少一种；所述增强组分为凯夫拉纤维、玻璃纤维、碳纤维中的一种；
所述芳氰基树脂单体的结构通式如下：
Figure 468426DEST_PATH_IMAGE001
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
（2）将共混物加压成型；
（3）将加压成型后的共混物加热反应固化即得到高温自润滑复合材料。
2.根据权利要求1所述基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中，所述树脂基体与润滑组分的质量比为（1~3）:（3~1）。
3.根据权利要求1或2所述基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中，当所述树脂基体由至少两种芳氰基树脂单体组成时，首先通过研磨、熔融或溶液混合的方式将各芳氰基树脂单体混合均匀，再将混合均匀的芳氰基树脂单体与润滑组分和增强组分混合。
4.根据权利要求1或2所述基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中，所述树脂基体、润滑组分和增强组分的混合方式为机械共混的方式。
5.根据权利要求4所述基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，其特征在于机械共混方式为机械研磨、干法球磨、湿法球磨或者力化学磨盘碾磨；湿法球磨过程中转速为240~260转/分钟，球磨时长为5~7小时。
6.根据权利要求1或2所述基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，其特征在于步骤（2）中，将共混物在室温下施加15~210MPa压力加压成型，保压时间为2~4min。
7.根据权利要求1或2所述基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，其特征在于步骤（3）中，加热固化方式为在氮气氛围下按照以下温度梯度进行固化：
Tm＜T≤Tm+50oC，保温3～5h；
Tm+50℃＜T≤Tm+200℃，保温3～5h；
式中，Tm为树脂基体的熔化温度；
固化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到高温自润滑复合材料。
8.根据权利要求7所述基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料的制备方法，其特征在于当所述树脂基体由至少两种芳氰基树脂单体组成时，以各树脂单体中最高熔点单体的熔点作为树脂基体的熔化温度Tm。
9.权利要求1至8中任一权利要求所述方法制备的基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料。
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