专利名称：氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂自润滑复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂自润滑复合材料及其制备方法， 属于聚合物加工领域，具体说是一种采用氟化碳纳米管和含有活性稀释剂的双马来酰 亚胺树脂来制备自润滑复合材料。
背景技术：
碳纳米管具有奇特的电学性能、很好的柔韧性、良好的化学稳定性、热稳定性、 吸附性及低密度性，可作为复合材料理想的增强体，已成为碳纳米管/聚合物复合材料 研究的热点。然而，由于碳纳米管易聚集成束或缠绕，且与其它纳米增强材料相比， 其表面是相对"惰性"的，在常见的有机溶剂中的分散度低，极大地制约了其应用性能 的研究。利用化学方法对碳纳米管进行氟化所得的氟化碳纳米管既保留了碳纳米管原
有的耐磨性，又具有极低的摩擦系数(0.002 0.07)，可作为固体润滑剂直接使用。 当用于聚合物复合材料时，不仅可以提高热塑性树脂超高分子量聚乙烯和聚四氟乙烯 的摩擦磨损性能，而且可以提高热固性环氧树脂的摩擦磨损性能。
双马来酰亚胺树脂具有良好的力学性能、热性能和加工性，已在航空领域作为结 构复合材料得到广泛的应用。并且，双马来酰亚胺树脂具有良好的耐磨性，特别是经 无机纳米粒子改性的双马来酰亚胺树脂复合材料，其耐磨性和低摩擦性都得到很大的 提高。但是，由于无机纳米粒子和有机树脂基体在热力学上的不相容性，使得制备的 复合材料表观平整度不够好，且复合材料受热后界面容易脱粘，使得双马来酰亚胺树 脂的性能不能得到更好的发挥。另外，无机纳米粒子改性的双马来酰亚胺树脂复合材 料相对质量较大，在空间材料应用中由于轻质的要求受到一定的限制。
目前，对热固性树脂进行固化主要采用热固化方法。热固化的原理是热量通过传 导、对流和辐射传递给被固化物，使被固化物从外到内逐渐被加热；而微波固化的原 理是微波能被材料吸收后，转变为被固化物分子的动能和势能，使其内部和外部同时被加热。与传统的热固化相比，微波固化具有节能、操作费用低、固化时间短、过程 控制容易、固化物均一以及能够减少材料降解对环境的影响等优点，还有可能制备出 新材料或用其他方法所不能得到的微观结构。微波技术在环氧树脂的固化中已得到应 用，但还未见利用微波固化双马来酰亚胺树脂的报道。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂 自润滑复合材料及其制备方法。利用微波固化技术，制备一种轻质量、高强度、耐高 温、低摩擦、超耐磨的自润滑复合材料。
技术方案
一种氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂自润滑复合材料，其特征在于原料配方组成 按质量计双马来酰亚胺树脂预聚体100份，氟化碳纳米管0.1 3份。
所述的双马来酰亚胺预聚体是由含有活性稀释剂苯乙烯和二烯丙基双酚A改性的 二苯甲垸型双马来酰亚胺组成。
一种制备氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂自润滑复合材料制备方法，其特征在于
制备步骤如下
(1) 将氟化碳纳米管加入丙酮中，利用超声波分散10 50分钟；
(2) 将分散好的氟化碳纳米管加入双马来酰亚胺预聚体中，搅拌，加热，蒸馏除 去丙酮，浇入到聚四氟乙烯模具中；
(3) 抽真空除去气泡后，放入微波炉中进行固化1 3小时；
(4) 最后在240。C下后处理2小时，即得氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂复合材 料。
有益效果
本发明相对于现有技术，其优点为(1 )本发明同时采用氟化碳纳米管和含有活性稀释剂的双马来酰亚胺树脂预聚体
来制备自润滑复合材料，属于一种新型的复合材料体系。
(2) 本发明所使用的双马来酰亚胺树脂预聚体活含有性稀释剂，在常温下为液体，
粘度很低，且在较宽的温度范围内保持不变，在120 210°C，粘度小于100mPa.s，有 利于氟化碳纳米管在树脂基体中的分散。
(3) 本发明所使用的碳纳米管经过氟化处理，有利于在有机溶剂中和树脂基体中 的分散，并且，提高了微波吸收性。相对于无机纳米粒子，密度小，又具有一定的自 润滑性。
(4) 本发明所使用的微波固化技术具有固化时间短、操作费用低等特点，是一种 适用性较广的制备热固性复合材料的方法。
(5) 本发明的氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂复合材料，不仅具有优良的力学 性能和热性能，而且具有优异的摩擦性能，是一种轻质量、高强度、耐高温、低摩擦、 超耐磨的复合材料，可作为航空航天、化工机械、汽车家电等领域的自润滑轴承、齿 轮、压縮机的滑片等零部件。
具体实施例方式
现结合实施实例对本发明作进一步描述。
实施实例1:
将O.l份的氟化碳纳米管加入丙酮中，利用超声波分散10 50min后，加入到100 份的双马来酰亚胺树脂预聚体中，搅拌，加热，除去丙酮后，浇入到聚四氟乙烯模具 中；抽真空除去气泡后，放入微波炉中固化1 3小时，然后在2犯。C下后处理2小时， 即得氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂复合材料。
所述的双马来酰亚胺预聚体是由含有活性稀释剂苯乙烯和二烯丙基双酚A改性的 二苯甲烷型双马来酰亚胺组成。
实施实例2:将l.O份的氟化碳纳米管加入丙酮中，利用超声波分散10 50min后，加入到100 份的双马来酰亚胺树脂预聚体中，搅拌，加热，除去丙酮后，浇入到聚四氟乙烯模具 中；抽真空除去气泡后，放入微波炉中固化1 3小时，然后在24(TC下后处理2小时， 即得氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂复合材料。
所述的双马来酰亚胺预聚体是由含有活性稀释剂苯乙烯和二烯丙基双酚A改性的 二苯甲烷型双马来酰亚胺组成。
实施实例3:
将3份的氟化碳纳米管加入丙酮中，利用超声波分散10 50min后，加入到100 份的双马来酰亚胺树脂预聚体中，搅拌，加热，除去丙酮后，浇入到聚四氟乙烯模具 中；抽真空除去气泡后，放入微波炉中固化1 3小时，然后在24(TC下后处理2小时， 即得氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂复合材料。
所述的双马来酰亚胺预聚体是由含有活性稀释剂苯乙烯和二烯丙基双酚A改性的 二苯甲烷型双马来酰亚胺组成。
氟化碳纳米管既具有良好的分散性，又具有一定的自润滑性，可作为固体润滑剂 直接使用。本发明采用氟化碳纳米管和含有活性稀释剂的双马来酰亚胺树脂预聚体来 制备复合材料，以获得综合性能良好的双马来酰亚胺树脂复合材料。
本发明氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂复合材料的性能指标如下
密度<2.3g/cm2;弯曲强度>120Mpa;冲击强度>12.0kJ/m2;
摩擦系数<0.25;磨损率〈2.0xl(y6mm3/(N'm); 玻璃化转变温度>290°C;初始热分解温度。C: >410°C; 最大失重率对应的温度>480°C。
权利要求
1.一种氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂自润滑复合材料，其特征在于原料配方组成按质量计双马来酰亚胺树脂预聚体100份，氟化碳纳米管0.1～3份。
2. 根据权利要求1所述的氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂自润滑复合材料，其特征在于所述的双马来酰亚胺预聚体是由含有活性稀释剂苯乙烯和二烯丙基双酚A改性的二苯甲烷型双马来酰亚胺组成。
3. —种制备权利要求1 2所述的氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂自润滑复合材料制备方法，其特征在于制备步骤如下(1) 将氟化碳纳米管加入丙酮中，利用超声波分散10 50分钟；(2) 加入到100份的双马来酰亚胺树脂预聚体中，搅拌，加热，除去丙酮后，浇 入到聚四氟乙烯模具中；(3) 抽真空除去气泡后，放入微波炉中固化1 3小时；(4) 最后在24(TC下后处理2小时，即得氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂复合材
全文摘要
本发明涉及一种氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂自润滑复合材料及其制备方法，其特征在于将0.1～3份氟化碳纳米管加入丙酮中，利用超声波分散后，加入到双马来酰亚胺树脂预聚体100份中，搅拌，加热，除去丙酮后，浇入到聚四氟乙烯模具中；抽真空除去气泡后，放入微波炉中固化1～3小时，然后在240℃下后处理2小时，即得氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂复合材料。本发明利用微波辅助固化，固化时间短，操作费用低，所制的氟化碳纳米管/双马来酰亚胺树脂复合材料，具有轻质量、高强度、耐高温、低摩擦、超耐磨的特性，可作为航空航天、化工机械、汽车家电等领域的自润滑轴承、齿轮、压缩机的滑片等零部件。
文档编号C08K3/00GK101284929SQ20081001727
公开日2008年10月15日 申请日期2008年1月11日 优先权日2008年1月11日
发明者宋长文, 张军平, 颜红侠, 马晓燕 申请人:西北工业大学