CN113861679A - 一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂及其制备方法、应用和复合材料 - Google Patents

一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂及其制备方法、应用和复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂及其制备方法、应用和复合材料，包括以下步骤：乙醇、去离子水和氨水混合搅拌均匀得到混合溶液；盐酸多巴胺溶解到去离子水中并滴入混合溶液中，依次经过搅拌、离心和水洗后进行干燥得到PDA NS；将PDA NS和GO混合搅拌均匀后加入水合肼进行冷凝回流，得到PDA NS/RGO复合粒子的产物体系，待PDA NS/RGO复合粒子的产物体系冷却后，对产物体系进行洗涤并冷冻干燥得到PDA NS/RGO复合粒子；在离子水中加入硼酸后再加入氨水并通过磁力搅拌均匀后放入反应釜中冷却，得到BNQDS；将BNQDS和PDA NS/RGO复合粒子通过磁力搅拌后冷冻干燥得到PDA NS/BNQDs/RGO固体润滑剂。本发明得到的固体润滑剂，能减小和稳定基体材料的摩擦系数、提高其耐磨性。

Description

一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂及其 制备方法、应用和复合材料
技术领域
本发明属于固体润滑领域和复合材料技术领域，具体属于一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂及其制备方法、应用和复合材料。
背景技术
随着现代工业生产的高速发展，机械设备在各行各业的使用越来越频繁，由机械及其零部件摩擦和磨损带来的能源与材料的损失也日益严重。因此，对于摩擦和磨损的研究具有重要意义。其中，在摩擦学领域，聚合物基体本身存在着摩擦系数大且不稳定、耐磨性差的问题，从而极大地限制了其应用范围。目前，为了减缓设备的摩擦磨损，提高机械的运行效率，延长设备的使用寿命，降低设备的维护和能耗费用，润滑材料被广泛应用。润滑剂主要分为液体润滑剂(润滑油)、润滑脂和固体润滑剂(自润滑材料)三类。其中固体润滑剂可在摩擦过程中形成连续润滑膜实现自润滑特性，而得到广泛关注和研究。
石墨烯(G)由于优异的机械力学性能、导热性和超润滑(超低摩擦系数)等特性，在摩擦学领域被广泛用作固体润滑剂。然而石墨烯片层极易堆叠、与聚合物基体间的界面作用性和界面相容性较差等问题，导致了其在摩擦过程中与金属摩擦副间的结合力弱，从而难以形成牢固、均匀和连续的自润滑转移膜；此外，石墨烯的片层尺寸较大，导致其在摩擦过程中难以填补摩擦副表面的微凹坑，从而难以形成平整、致密的自润滑转移膜。因此，石墨烯优异的自润滑性能难以充分发挥，限制了其在摩擦学领域的应用。
氮化硼的热稳定性极佳，在900℃下性能仍然稳定，表现出良好的固体润滑性能，是高温自润滑材料的优良添加剂。氮化硼量子点(BNQDs)不仅具有优异的导热性能，而且具有尺寸小的特点。其能够利用强的导热性在摩擦过程中将摩擦产生的热量不断导出；其能够利用本身的小尺寸特性填补摩擦副表面微凹坑；能够在摩擦过程中与金属摩擦副发生摩擦化学反应，从而在摩擦副表面形成致密、平整、牢固的自润滑转移膜，表现出优异的润滑性能。然而，其表面官能团较少，表面能较高，粒子间的范德华力的作用是它们容易团聚，不能够稳定的分散在聚合物基体中。
因此，目前润滑添加剂和基体结合后，其复合体存在摩擦系数大和磨损率高且耐磨性差的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂及其制备方法、应用和复合材料，解决目前润滑添加剂和基体结合后，其复合体存在摩擦系数大和磨损率高且耐磨性差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂，包括以质量份数计，1～10份氮化硼量子点和10份聚多巴胺纳米球/氧化石墨烯复合粒子。
进一步的，所述氮化硼量子点的尺寸为2～20nm，聚多巴胺纳米球/氧化石墨烯复合粒子中的聚多巴胺纳米球的尺寸为50～500nm。
本发明还提供一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂的制备方法，包括以下步骤：将乙醇、去离子水和氨水混合搅拌均匀得到混合溶液；
将盐酸多巴胺溶解到去离子水中并滴入混合溶液中，接着依次经过搅拌、离心和水洗后进行干燥得到聚多巴胺纳米球；
将聚多巴胺纳米球和氧化石墨烯混合搅拌均匀后加入水合肼进行冷凝回流，得到聚多巴胺纳米球/氧化石墨烯复合粒子的产物体系，待聚多巴胺纳米球/氧化石墨烯复合粒子的产物体系冷却后，对产物体系进行洗涤并冷冻干燥得到聚多巴胺纳米球/氧化石墨烯复合粒子；
在离子水中加入硼酸后再加入氨水并通过磁力搅拌均匀后放入反应釜中冷却，得到氮化硼量子点；
将氮化硼量子点和聚多巴胺纳米球/氧化石墨烯复合粒子通过磁力搅拌后冷冻干燥得到聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂。
进一步的，所述乙醇、去离子水和氨水按质量份数计，其投料比为：(40～50)：90：(4～8)，乙醇、去离子水和氨水混合后搅拌的时间为30min。
进一步的，所述盐酸多巴胺溶解到去离子水中并滴入混合溶液中，在15～28℃下搅拌48h后进行离心和水洗；
所述盐酸多巴胺溶解到去离子水中并滴入混合溶液中，依次经过搅拌、离心和水洗后，在45℃的真空干燥箱中干燥12h，得到聚多巴胺纳米球。
进一步的，聚多巴胺纳米球和氧化石墨烯按质量份数计，其投料比为：(1～7)：1。
进一步的，氧化硼量子点中，硼酸和去离子水以及氨水按质量份数计为：(1～2)：30：(2～3)。
本发明还提供一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂用于润滑机械零部件上的应用。
本发明还提供一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯基复合材料，包括以质量份数计，0.1～100份上述的一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂和40～1000份基体。
进一步的，所述基体包括双马来酰亚胺树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯或聚醚醚酮。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供了一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂，用的原料易得，绿色环保，成本低，制备过程方法简单，适用性广。而且通过氮化硼量子点和聚多巴胺纳米球/氧化石墨烯复合粒子构成本发明的聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂，聚多巴胺具有强的界面黏附性，一方面能够提高石墨烯与氮化硼量子点间的黏附性，另一方面能够提高石墨烯和氮化硼量子点与聚合物基体间的界面作用性和界面相容性，并且聚多巴胺结构中含有大量的苯环结构，与石墨烯存在很强的Π-Π相互作用，能够阻止RGO在还原过程中重新堆叠，因此利用聚多巴胺纳米球和氮化硼量子点能有效防止石墨烯的片层叠加问题，同时利用聚多巴胺纳米球一方面能提高石墨烯与氮化硼量子点间的黏附性；另一方面能提高氮化硼量子点和石墨烯与基体的界面作用性和界面相容性。此外，石墨烯的引入使聚合物基体承受弹性变形的能力变强，能够有效提高聚合物基体的机械强度和韧性。氮化硼量子点的引入，利用了其表面存在的大量晶体原子N和B以及存在许多空位键和悬挂键，具有极高的反应活性，发挥了其纳米滚珠效应的优点，在摩擦过程中，其在树脂与金属摩擦副表面形成滚动摩擦效应，能大大减小摩擦阻力和损耗。同时利用石墨烯和氮化硼量子点的自润滑性能，使固体润滑剂在摩擦过程中，由于剪切力的反复作用和大量摩擦热的积累，可在摩擦副表面形成牢固、致密且平整的自润滑转移膜。然而，在摩擦过程中会产生大量的摩擦热，摩擦热的积累会导致聚合物基体出现软化和黏流，其摩擦学性能变差。但是，利用氮化硼量子点的高导热性，其在摩擦过程中，能将摩擦产生的热量不断导出，一定程度上减缓了自润滑转移膜的恶化。此外，利用氮化硼量子点的小尺寸效应，在摩擦过程中较小的氮化硼量子点也可以进入摩擦副表面的微凹坑，从而使形成的自润滑转移膜更加致密、平整。另外聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂表面带有大量的官能团，在基体中分散性良好，表现出了优异的自润滑性能。
利用石墨烯、氮化硼量子点和聚多巴胺纳米球三者的协同作用，可以在摩擦副形成牢固、致密且平整的自润滑转移膜，从而显著降低和稳定基体的摩擦系数，提高其耐磨性，在固体润滑领域和复合材料领域具有重要的实际应用价值和推广前景。
本发明还提供一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂的制备方法，该制备方法是将聚多巴胺纳米球负载到石墨烯表面得到聚多巴胺纳米球/氧化石墨烯复合粒子，再将氮化硼量子点负载在聚多巴胺纳米球/氧化石墨烯复合粒子表面制备得到聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂，通过本发明制备出的聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂利用了石墨烯、氮化硼量子点和聚多巴胺纳米球三者的协同作用，可以在摩擦副形成牢固、致密且平整的自润滑转移膜，从而显著降低和稳定基体的摩擦系数，提高其耐磨性，在固体润滑领域和复合材料领域具有重要的实际应用价值和推广前景。
本发明提供的一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂能够用于润滑机械零部件上，耐磨性更强，增加机械零件的使用寿命。
本发明还提供一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯基复合材料，将聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂引入到基体中，利用聚多巴胺纳米球和氮化硼量子点能有效防止石墨烯的片层叠加问题，同时利用聚多巴胺纳米球一方面能提高石墨烯与氮化硼量子点间的黏附性；另一方面能提高氮化硼量子点和石墨烯与基体的界面作用性和界面相容性；同时利用石墨烯和氮化硼量子点的自润滑性能，在摩擦过程中，由于剪切力的反复作用和大量摩擦热的积累，复合材料可能会与金属摩擦副发生摩擦化学反应，从而形成牢固的自润滑转移膜。然而，在摩擦过程中会产生大量的摩擦热，摩擦热的积累会导致聚合物基体出现软化和黏流，其摩擦学性能变差。但是，利用氮化硼量子点的高导热性，其在摩擦过程中，能将摩擦产生的热量不断导出，一定程度上减缓了自润滑转移膜的恶化。此外，利用氮化硼量子点的小尺寸效应，在摩擦过程中较小的氮化硼量子点也可以进入摩擦副表面的微凹坑，从而使形成的自润滑转移膜更加致密、平整。此外，聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂表面带有大量的官能团，在基体中分散性良好，表现出了优异的自润滑性能。通过将聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂引入到基体中，构成聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯基复合材料，其摩擦系数低和体积磨损率小，而且聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯基复合材料利用石墨烯、氮化硼量子点和聚多巴胺纳米球三者的协同作用，可以在摩擦副形成牢固、致密且平整的自润滑转移膜，从而显著降低和稳定基体的摩擦系数，提高其耐磨性，在固体润滑领域和复合材料领域具有重要的实际应用价值和推广前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
本发明提供了一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
首先，将40～50份乙醇、90份去离子水和4～8份氨水置于三口烧瓶中，搅拌30min使其均匀混合，
再将0.5份盐酸多巴胺溶解到10份去离子水中形成溶液，并将其缓慢滴加到上述混合溶液中，在室温15～28℃下搅拌48h后，经离心、水洗后在45℃的真空干燥箱中干燥12h后得到聚多巴胺纳米球，记为PDA NS。
其次，将上述的1～7份PDA NS和1份GO混合均匀，在室温下15～28℃下搅拌6～24h后，加入1～3份的水合肼在100℃下冷凝回流6～12h，使GO被还原，得到PDA NS/RGO复合粒子的产物体系，待产物体系冷却后，用去离子水洗涤3次，并冷冻干燥后制备得到PDA NS/RGO复合粒子，备用。
接着，将1～2份硼酸加到30份去离子水中，在氮气气氛保护下，加入2～3份氨水，在室温15～28℃下磁力搅拌30min使其混合均匀后，将混合液转移至高温高压反应釜中于200℃下反应12h，待反应釜冷却至室温后，所得溶液即为氮化硼量子点，记为BNQDS，备用。
最后，将1～10份BNQDS和上述10份PDA NS/RGO复合粒子在室温下15～28℃下磁力搅拌24h后，冷冻干燥得到PDA NS/BNQDs/RGO固体润滑剂。
在本实施例中，GO采用改进的Hummers法制备。
在本实施例中，BNQDs采用自下而上法制备，PDA NS主要是利用多巴胺在碱性环境条件下发生氧化和自聚反应来合成。
在本实施例中，所述聚多巴胺纳米球的尺寸为50～500nm。
在本实施例中，所述氮化硼量子点的尺寸为2～20nm。
在本实施例中，PDA NS和GO以质量分数计，其投料比为(1～7)：1。
本实施例中，所述室温为15～28℃，搅拌时间为6～24h，冷凝回流时间为6～12h。
在本实施例中，BNQDs和PDA NS/RGO复合粒子以质量分数计，其投料比为(1～10)：10。
采用上述制备方法即可制得一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂，该固体润滑剂能减小摩擦、抵抗磨损，可以在延长材料和机械设备使用寿命等方面起到非常积极地作用，其在固体润滑领域和复合材料领域具有重要的实际应用价值和推广前景。
本发明还提供了聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂材料可用于润滑机械零部件上的应用。
本发明还提供了一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯基复合材料的制备方法，
将0.1～100份PDA NS/BNQDs/RGO复合纳米粒子添加到40～1000份基体中均匀混合后，经加工得到PDA NS/BNQDs/RGO基复合材料。
在本实施例中，基体包括双马来酰亚胺树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯或聚醚醚酮。
采用上述聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯基复合材料的制备方法即可制得一种PDA NS/BNQDs/RGO基复合材料，其摩擦系数低和体积磨损率小。
实施例1：
1)首先，将40份乙醇、90份去离子水和4份氨水置于三口烧瓶中，搅拌30min使其均匀混合，再将0.5份盐酸多巴胺溶解到10份去离子水中形成溶液，并将其缓慢滴加到上述混合溶液中，在室温15～28℃下搅拌48h后，经离心、水洗后在45℃的真空干燥箱中干燥12h后得到聚多巴胺纳米球，记为PDA NS。其次，将上述的1份PDA NS和1份GO混合均匀，在室温下15～28℃下搅拌6h后，加入1份的水合肼在100℃下冷凝回流6h，使GO被还原，得到PDA NS/RGO复合粒子的产物体系，待产物体系冷却后，用去离子水洗涤3次，并冷冻干燥后制备得到PDA NS/RGO复合粒子，备用。接着，将1份硼酸加到30份去离子水中，在氮气气氛保护下，加入2.5份氨水，在室温15～28℃下磁力搅拌30min使其混合均匀后，将混合液转移至高温高压反应釜中于200℃下反应12h，待反应釜冷却至室温后，所得溶液即为氮化硼量子点，记为BNQDS，备用。最后，将1份BNQDS和上述10份PDA NS/RGO复合粒子在室温下15～28℃下磁力搅拌24h后，冷冻干燥得到PDA NS/BNQDs/RGO固体润滑剂。
2)将0.1份PDA NS/BNQDs/RGO固体润滑剂、30份二烯丙基双酚A、40份二苯甲烷型双马来酰亚胺，在135℃油浴锅中充分搅拌预聚合15～60min，得到均一分散的熔融液。
3)将上述熔融液倒入150℃提前预热好的模具中，放置于150℃真空干燥箱中，抽真空排除气泡，直至无气泡后取出，然后放在鼓风干燥箱进行阶段升温固化。固化工艺为150℃/2h+180℃/2h+220℃/2h，然后自然冷却，脱模后，再在250℃下后处理4h，即得到PDANS/BNQDs/RGO基双马来酰亚胺树脂复合材料。
在100℃下，经过2h的摩擦，所得到的PDA NS/BNQDs/RGO基双马来酰亚胺树脂复合材料平均摩擦系数为0.12、体积磨损率为2.3×10-6mm3/(N m)与纯双马来酰亚胺树脂的平均摩擦系数0.37、体积磨损率16.7×10-6mm3/(N m)相比，其平均摩擦系数降低67.6％、磨损率降低86.2％。
实施例2：
1)首先，将40份乙醇、90份去离子水和4份氨水置于三口烧瓶中，搅拌30min使其均匀混合，再将0.5份盐酸多巴胺溶解到10份去离子水中形成溶液，并将其缓慢滴加到上述混合溶液中，在室温15～28℃下搅拌48h后，经离心、水洗后在45℃的真空干燥箱中干燥12h后得到聚多巴胺纳米球，记为PDA NS。其次，将上述的7份PDA NS和1份GO混合均匀，在室温下15～28℃下搅拌6h后，加入3份的水合肼在100℃下冷凝回流6h，使GO被还原，得到PDA NS/RGO复合粒子的产物体系，待产物体系冷却后，用去离子水洗涤3次，并冷冻干燥后制备得到PDA NS/RGO复合粒子，备用。接着，将1份硼酸加到30份去离子水中，在氮气气氛保护下，加入2.5份氨水，在室温15～28℃下磁力搅拌30min使其混合均匀后，将混合液转移至高温高压反应釜中于200℃下反应12h，待反应釜冷却至室温后，所得溶液即为氮化硼量子点，记为BNQDS，备用。最后，将9份BNQDS和上述10份PDA NS/RGO复合粒子在室温下15～28℃下磁力搅拌24h后，冷冻干燥得到PDA NS/BNQDs/RGO固体润滑剂。
2)将8份PDA NS/BNQDs/RGO固体润滑剂、60份E-51型环氧树脂、48份甲基四氢苯酐固化剂，磁力搅拌45min后加入0.6份2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚促进剂，继续搅拌5min后得到均一分散的熔融液。
3)将上述熔融液倒入模具中放置于60℃真空干燥箱中，抽真空排除气泡，直至无气泡后取出，然后放在鼓风干燥箱进行阶段升温固化。固化工艺为90℃/1.5h+100℃/0.5h+110℃/0.5h+120℃/0.5h+140℃/1.5h，然后自然冷却，脱模后，再在160℃下后处理2h，即得到PDA NS/BNQDs/RGO基环氧树脂复合材料。
在100℃下，经过2h的摩擦，所得到的PDA NS/BNQDs/RGO基环氧树脂复合材料平均摩擦系数为0.29，体积磨损率为7.5×10-5mm3/(N m)与纯环氧树脂的平均摩擦系数0.62、体积磨损率2.15×10-4mm3/(N m)相比，其平均摩擦系数降低53.2％、磨损率降低65.1％。
实施例3：
1)首先，将40份乙醇、90份去离子水和4份氨水置于三口烧瓶中，搅拌30min使其均匀混合，再将0.5份盐酸多巴胺溶解到10份去离子水中形成溶液，并将其缓慢滴加到上述混合溶液中，在室温15～28℃下搅拌48h后，经离心、水洗后在45℃的真空干燥箱中干燥12h后得到聚多巴胺纳米球，记为PDA NS。其次，将上述的4份PDA NS和1份GO混合均匀，在室温下15～28℃下搅拌6h后，加入2份的水合肼在100℃下冷凝6h，使GO被还原，得到PDA NS/RGO复合粒子的产物体系，待产物体系冷却后，用去离子水洗涤3次，并冷冻干燥后制备得到PDANS/RGO复合粒子，备用。接着，将1份硼酸加到30份去离子水中，在氮气气氛保护下，加入2.5份氨水，在室温15～28℃下磁力搅拌30min使其混合均匀后，将混合液转移至高温高压反应釜中于200℃下反应12h，待反应釜冷却至室温后，所得溶液即为氮化硼量子点，记为BNQDS，备用。最后，将5份BNQDS和上述10份PDA NS/RGO复合粒子在室温下15～28℃下磁力搅拌24h后，冷冻干燥得到PDA NS/BNQDs/RGO固体润滑剂。
2)在无水乙醇中加入5份的PDA NS/BNQDs/RGO固体润滑剂和500份聚酰亚胺，在每分钟100转、500W条件下超声搅拌，进行分散30min。然后，将所得混合物进行抽滤，将抽滤所得固体物料在100℃烘箱中进行干燥，将干燥物料进行粉碎，得到粉料。将所述粉料放入模具，在20Mpa的压力下以150℃/h的速率由室温逐步升温至370℃，模压200min，冷却至室温脱模，得到PDA NS/BNQDs/RGO基聚酰亚胺复合材料。
在100℃下，经过2h的摩擦，所得到的PDA NS/BNQDs/RGO基聚酰亚胺复合材料的平均摩擦系数为0.26、体积磨损率为2.3×10-6mm3/(N m)与纯聚酰亚胺树脂的平均摩擦系数0.47、体积磨损率5.8×10-6mm3/(N m)相比，其平均摩擦系数降低44.7％、磨损率降低60.3％。
实施例4：
1)首先，将40份乙醇、90份去离子水和4份氨水置于三口烧瓶中，搅拌30min使其均匀混合，再将0.5份盐酸多巴胺溶解到10份去离子水中形成溶液，并将其缓慢滴加到上述混合溶液中，在室温15～28℃下搅拌48h后，经离心、水洗后在45℃的真空干燥箱中干燥12h后得到聚多巴胺纳米球，记为PDA NS。其次，将上述的7份PDA NS和1份GO混合均匀，在室温下15～28℃下搅拌6h后，加入3份的水合肼在100℃下冷凝6h，使GO被还原，得到PDA NS/RGO复合粒子的产物体系，待产物体系冷却后，用去离子水洗涤3次，并冷冻干燥后制备得到PDANS/RGO复合粒子，备用。接着，将1份硼酸加到30份去离子水中，在氮气气氛保护下，加入2.5份氨水，在室温15～28℃下磁力搅拌30min使其混合均匀后，将混合液转移至高温高压反应釜中于200℃下反应12h，待反应釜冷却至室温后，所得溶液即为氮化硼量子点，记为BNQDS，备用。最后，将8份BNQDS和上述10份PDA NS/RGO复合粒子在室温下15～28℃下磁力搅拌24h后，冷冻干燥得到PDA NS/BNQDs/RGO固体润滑剂。
2)将60份苯乙烯和6份引发剂AIBN搅拌混合，聚合2h后加7份PDA NS/BNQDs/RGO固体润滑剂，搅拌并继续反应。然后混合好的原料粘度逐渐变大，在出现“爬杆”现象后换油浴，梯度升温的情况下继续聚合直到聚合完全。将所得复合材料粉碎后经乙醇提取6h，烘干备用，最后采用注塑机注塑成型，得到PDA NS/BNQDs/RGO基聚苯乙烯复合材料。
在100℃下，经过2h的摩擦，所得到的PDA NS/BNQDs/RGO基聚苯乙烯复合材料平均摩擦系数为0.24，体积磨损率为7.8×10-8mm3/(N m)与聚苯乙烯的平均摩擦系数0.68、体积磨损率96×10-8mm3/(N m)相比，其平均摩擦系数降低64.7％、磨损率降低91.9％。
实施例5：
1)首先，将50份乙醇、90份去离子水和4份氨水置于三口烧瓶中，搅拌30min使其均匀混合，再将0.5份盐酸多巴胺溶解到10份去离子水中形成溶液，并将其缓慢滴加到上述混合溶液中，在室温15～28℃下搅拌48h后，经离心、水洗后在45℃的真空干燥箱中干燥12h后得到聚多巴胺纳米球，记为PDA NS。其次，将上述的1份PDA NS和1份GO混合均匀，在室温下15～28℃下搅拌6h后，加入1份的水合肼在100℃下冷凝回流6h，使GO被还原，得到PDA NS/RGO复合粒子的产物体系，待产物体系冷却后，用去离子水洗涤3次，并冷冻干燥后制备得到PDA NS/RGO复合粒子，备用。接着，将1份硼酸加到30份去离子水中，在氮气气氛保护下，加入2.5份氨水，在室温15～28℃下磁力搅拌30min使其混合均匀后，将混合液转移至高温高压反应釜中于200℃下反应12h，待反应釜冷却至室温后，所得溶液即为氮化硼量子点，记为BNQDS，备用。最后，将1份BNQDS和上述10份PDA NS/RGO复合粒子在室温下15～28℃下磁力搅拌24h后，冷冻干燥得到PDA NS/BNQDs/RGO固体润滑剂。
2)将5份PDA NS/BNQDs/RGO固体润滑剂、60份聚醚醚酮粉末、15份柠檬酸(纯度99.5％)和10份聚四氟乙烯，采用湿法混合15min得到混合物，然后置于150℃烘箱内干燥3h备用。将干燥后的混合粉末装入模具内，在压力35MPa压力预压2h，然后将压制预成型片材置于360℃烧结炉内烧结6h，自然冷却室温脱模，得到PDA NS/BNQDs/RGO基聚醚醚酮复合材料。
在100℃下，经过2h的摩擦，所得到的PDA NS/BNQDs/RGO基聚醚醚酮复合材料的平均摩擦系数为0.22、体积磨损率为3.8×10-6mm3/(N m)与纯聚醚醚酮的平均摩擦系数0.45、体积磨损率5.7×10-5mm3/(N m)相比，其平均摩擦系数降低51.1％、磨损率降低93.3％。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂，其特征在于，包括以质量份数计，1～10份氮化硼量子点和10份聚多巴胺纳米球/氧化石墨烯复合粒子。
2.根据权利要求1所述的一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂，其特征在于，所述氮化硼量子点的尺寸为2～20nm，聚多巴胺纳米球/氧化石墨烯复合粒子中的聚多巴胺纳米球的尺寸为50～500nm。
3.根据权利要求1或2所述的一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将乙醇、去离子水和氨水混合搅拌均匀得到混合溶液；
将盐酸多巴胺溶解到去离子水中并滴入混合溶液中，接着依次经过搅拌、离心和水洗后进行干燥得到聚多巴胺纳米球；
将聚多巴胺纳米球和氧化石墨烯混合搅拌均匀后加入水合肼进行冷凝回流，得到聚多巴胺纳米球/氧化石墨烯复合粒子的产物体系，待聚多巴胺纳米球/氧化石墨烯复合粒子的产物体系冷却后，对产物体系进行洗涤并冷冻干燥得到聚多巴胺纳米球/氧化石墨烯复合粒子；
在离子水中加入硼酸后再加入氨水并通过磁力搅拌均匀后放入反应釜中冷却，得到氮化硼量子点；
将氮化硼量子点和聚多巴胺纳米球/氧化石墨烯复合粒子通过磁力搅拌后冷冻干燥得到聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂。
4.根据权利要求1所述的一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂的制备方法，其特征在于，所述乙醇、去离子水和氨水按质量份数计，其投料比为：(40～50)：90：(4～8)，乙醇、去离子水和氨水混合后搅拌的时间为30min。
5.根据权利要求1所述的一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂的制备方法，其特征在于，所述盐酸多巴胺溶解到去离子水中并滴入混合溶液中，在15～28℃下搅拌48h后进行离心和水洗；
所述盐酸多巴胺溶解到去离子水中并滴入混合溶液中，依次经过搅拌、离心和水洗后，在45℃的真空干燥箱中干燥12h，得到聚多巴胺纳米球。
6.根据权利要求1所述的一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂的制备方法，其特征在于，聚多巴胺纳米球和氧化石墨烯按质量份数计，其投料比为：(1～7)：1。
7.根据权利要求1所述的一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂的制备方法，其特征在于，氧化硼量子点中，硼酸和去离子水以及氨水按质量份数计为：(1～2)：30：(2～3)。
8.根据权利要求1或2所述的一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂用于润滑机械零部件上的应用。
9.一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯基复合材料，其特征在于，包括以质量份数计，0.1～100份权利要求1或2任意一项所述的一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯固体润滑剂和40～1000份基体。
10.根据权利要求9所述的一种聚多巴胺纳米球/氮化硼量子点/石墨烯基复合材料，其特征在于，所述基体包括双马来酰亚胺树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯或聚醚醚酮。
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