本发明公开了一种粘结型固体干膜润滑剂的制备方法，属于润滑材料
技术领域：
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背景技术：
：近些年，航空、航天业发展良好，尤其是载人宇宙飞船的成功发射发展迅速。航空、航天装置中有些机械活动部件的配合，不仅要求防腐性高、耐温度交变性好及耐磨寿命长，而且还要求在强大过载下和热真空环境下工作时，机械活动部件一致性较好、运动灵活及不易卡住咬死等。常规油脂润滑材料难以满足诸如高低温、高负荷、高真空、强腐蚀、耐液氧、禁油脂、免维护等要求。四十多年来在多种学科相互发展和渗透的基础上，正是上述特殊要求促成了固体干膜润滑剂这一新材料技术。所谓固体干膜润滑剂，是指通过成膜技术在底材表面牢固结合的具有润滑特性的固体干膜材料。固体干膜润滑剂的成膜技术主要有两类，一类是以粘接剂粘接固体润滑剂粉末形成固体润滑膜的技术，另一类则以其他特殊方法，如物理气相沉积（pvd）和化学气相沉积（cvd）等技术形成固体润滑膜。以粘接技术形成的固体干膜润滑剂，也称为粘接型固体干膜润滑剂或固体润滑涂层。粘接型固体干膜润滑剂因其性能/价格比高，至今仍最具商业价值，广泛应用于航天军工和机电化工等领域。干膜润滑剂可在高温、高负荷、超低温、超高真空、强氧化还原、强辐射等特殊环境条件下有效地润滑机械部件，特别是树脂粘结型干膜润滑剂由于强度高、寿命长、与底材附着力强等特点而成为航空、航天工业中广泛使用的一种润滑材料。然而随着树脂粘结型干膜润滑剂的使用时间长后，人们发现树脂粘结型干膜润滑剂出现许多问题，如低温易凝滞、冻结，耐高温性能差，高温后极性降低，易发生氧化蒸发，使得干膜润滑剂使用寿命短，不尽人意，严重的影响了生产与应用。因此，如何改善传统干膜润滑剂耐高温性，粘附性差，使用寿命短的缺点，以获取更高综合性能的干膜润滑剂，是其推广与应用，满足工业生产需求亟待解决的问题。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是：针对传统干膜润滑剂耐高温性，粘附性差，使用寿命短的缺点，提供了一种粘结型固体干膜润滑剂的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：（1）按重量份数计，依次取80～100份4,4’-二氨基二苯基醚，6～8份预处理氧化石墨烯，10～12份3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐，10～20份二硫化钼分散液，3～5份醋酸酐，4～6份吡啶，先将预处理氧化石墨烯和4,4’-二氨基二苯基醚混合后，超声振荡，再加入3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐以及二硫化钼分散液，继续超声振荡后，加入醋酸酐和吡啶，搅拌反应后，静置老化，得老化凝胶；（2）将老化凝胶和环氧树脂稀释液按质量比为1：1～1：3混合后，超声振荡，减压浓缩，冷却，灌装，即得粘结型固体干膜润滑剂。步骤（1）所述预处理氧化石墨烯的预处理过程为：按重量份数计，依次取100～200份n-甲基吡咯烷酮，10～20份氧化石墨烯，15～20份4,4’-二氨基二苯基醚，倒入水热釜中，恒温搅拌反应后，于丙酮中进行透析，再经抽滤，洗涤，得预处理氧化石墨烯。步骤（1）所述二硫化钼分散液配置过程为：将纳米二硫化钼和质量浓度为2g/l多巴胺溶液按质量比为1：8～1：10搅拌混合，并用氨水调节ph至7.4～7.8，得二硫化钼分散液。步骤（2）所述环氧树脂稀释液是由环氧树脂和苯基缩水甘油醚按质量比为1：10～1：15配置而成；所述环氧树脂为环氧树脂e-42，环氧树脂e-44或环氧树脂e-52中的任意一种。本发明的有益效果是：（1）本发明技术方案通过添加改性氧化石墨烯，在预处理过程中，采用4,4’-二氨基二苯基醚为改性剂，使氧化石墨烯结构中带入氨基，从而使氧化石墨烯在制备过程中，充当交联剂作用，制备得到聚酰亚胺凝胶，而氧化石墨烯被限制在凝胶网络结构中后，其分子结构中带有的含氧官能团可与二硫化钼分散液中的纳米二硫化钼发生氢键吸附，从而使纳米二硫化钼与氧化石墨烯共同被吸附固定于凝胶网络结构中，两者配合可保障体系具有较低的摩擦系数，起到良好的润滑效果，凝胶网络的存在，可有效提高产品对基体的附着能力，而在高真空环境下使用时，凝胶网络中的溶剂等分子挥发，并在基体表面形成气凝胶层，气凝胶层的存在，可起到良好的隔热效果，避免高温环境对粘合剂性能造成影响，提高产品的使用寿命；（2）本发明技术方案通过采用环氧树脂稀释液作为粘合剂体系，在使用过程中，环氧树脂稀释液所用的稀释剂自身为活性稀释剂，可加速环氧树脂的固化过程，且稀释后，环氧树脂粘度得以有效下降，在制备过程中，可充分渗透进入凝胶网络结构中，另外，凝胶网络中带有活性氨基的预处理氧化石墨烯还可以作为环氧树脂固化时的交联剂，进一步加速环氧树脂的固化过程，从而使环氧树脂固化后在凝胶网络结构内部形成“胶钉”，有效提高产品和基体的黏合强度。具体实施方式按重量份数计，依次取200份n-甲基吡咯烷酮，20份氧化石墨烯，20份4,4’-二氨基二苯基醚，倒入水热釜中，于温度为85℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应5h后，将水热釜中物料倒入透析袋，并将透析袋置于丙酮中，透析36h，再将透析袋中物料抽滤，得滤饼，并用丙酮洗涤滤饼5次，得预处理氧化石墨烯；按质量比为1：10将纳米二硫化钼和质量浓度为2g/l多巴胺溶液倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20min，在搅拌过程中，用质量分数为15%氨水调节烧杯中物料ph至7.8，得二硫化钼分散液；按重量份数计，依次取100份4,4’-二氨基二苯基醚，8份预处理氧化石墨烯，12份3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐，20份二硫化钼分散液，5份醋酸酐，6份吡啶，先将预处理氧化石墨烯和4,4’-二氨基二苯基醚混合倒入三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入超声振荡仪，于超声频率为50khz条件下，超声振荡60min后，再向三口烧瓶中加入3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐以及二硫化钼分散液，继续于超声频率为60khz条件下，超声振荡4h后，再向三口烧瓶中加入醋酸酐和吡啶，随后将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为50℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应4h，出料，并于室温条件下，静置老化48h，得老化凝胶；按质量比为1：3将老化凝胶和环氧树脂稀释液混合倒入混料机中，于超声频率为65khz条件下，超声分散5h后，再将混料机中物料倒入旋转蒸发仪，于温度为75℃，压力为600kpa条件下，减压浓缩4h，得浓缩液，待浓缩液自然冷却至室温，灌装，即得粘结型固体干膜润滑剂。所述环氧树脂稀释液是由环氧树脂和苯基缩水甘油醚按质量比为1：15配置而成；所述环氧树脂为环氧树脂e-42。实例1按重量份数计，依次取200份n-甲基吡咯烷酮，20份氧化石墨烯，20份4,4’-二氨基二苯基醚，倒入水热釜中，于温度为85℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应5h后，将水热釜中物料倒入透析袋，并将透析袋置于丙酮中，透析36h，再将透析袋中物料抽滤，得滤饼，并用丙酮洗涤滤饼5次，得预处理氧化石墨烯；按质量比为1：10将纳米二硫化钼和质量浓度为2g/l多巴胺溶液倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20min，在搅拌过程中，用质量分数为15%氨水调节烧杯中物料ph至7.8，得二硫化钼分散液；按重量份数计，依次取100份4,4’-二氨基二苯基醚，8份预处理氧化石墨烯，12份3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐，20份二硫化钼分散液，5份醋酸酐，6份吡啶，先将预处理氧化石墨烯和4,4’-二氨基二苯基醚混合倒入三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入超声振荡仪，于超声频率为50khz条件下，超声振荡60min后，再向三口烧瓶中加入3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐以及二硫化钼分散液，继续于超声频率为60khz条件下，超声振荡4h后，再向三口烧瓶中加入醋酸酐和吡啶，随后将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为50℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应4h，出料，并于室温条件下，静置老化48h，得老化凝胶；按质量比为1：3将老化凝胶和环氧树脂稀释液混合倒入混料机中，于超声频率为65khz条件下，超声分散5h后，再将混料机中物料倒入旋转蒸发仪，于温度为75℃，压力为600kpa条件下，减压浓缩4h，得浓缩液，待浓缩液自然冷却至室温，灌装，即得粘结型固体干膜润滑剂。所述环氧树脂稀释液是由环氧树脂和苯基缩水甘油醚按质量比为1：15配置而成；所述环氧树脂为环氧树脂e-42。实例2按质量比为1：10将纳米二硫化钼和质量浓度为2g/l多巴胺溶液倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20min，在搅拌过程中，用质量分数为15%氨水调节烧杯中物料ph至7.8，得二硫化钼分散液；按重量份数计，依次取100份4,4’-二氨基二苯基醚，8份氧化石墨烯，12份3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐，20份二硫化钼分散液，5份醋酸酐，6份吡啶，先将氧化石墨烯和4,4’-二氨基二苯基醚混合倒入三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入超声振荡仪，于超声频率为50khz条件下，超声振荡60min后，再向三口烧瓶中加入3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐以及二硫化钼分散液，继续于超声频率为60khz条件下，超声振荡4h后，再向三口烧瓶中加入醋酸酐和吡啶，随后将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为50℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应4h，出料，并于室温条件下，静置老化48h，得老化凝胶；按质量比为1：3将老化凝胶和环氧树脂稀释液混合倒入混料机中，于超声频率为65khz条件下，超声分散5h后，再将混料机中物料倒入旋转蒸发仪，于温度为75℃，压力为600kpa条件下，减压浓缩4h，得浓缩液，待浓缩液自然冷却至室温，灌装，即得粘结型固体干膜润滑剂。所述环氧树脂稀释液是由环氧树脂和苯基缩水甘油醚按质量比为1：15配置而成；所述环氧树脂为环氧树脂e-42。实例3按重量份数计，依次取200份n-甲基吡咯烷酮，20份氧化石墨烯，20份4,4’-二氨基二苯基醚，倒入水热釜中，于温度为85℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应5h后，将水热釜中物料倒入透析袋，并将透析袋置于丙酮中，透析36h，再将透析袋中物料抽滤，得滤饼，并用丙酮洗涤滤饼5次，得预处理氧化石墨烯；按质量比为1：10将纳米二硫化钼和质量浓度为2g/l多巴胺溶液倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20min，在搅拌过程中，用质量分数为15%氨水调节烧杯中物料ph至7.8，得二硫化钼分散液；按重量份数计，依次取100份4,4’-二氨基二苯基醚，8份预处理氧化石墨烯，12份3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐，20份二硫化钼分散液，5份醋酸酐，6份吡啶，先将预处理氧化石墨烯和4,4’-二氨基二苯基醚混合倒入三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入超声振荡仪，于超声频率为50khz条件下，超声振荡60min后，再向三口烧瓶中加入3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐以及二硫化钼分散液，继续于超声频率为60khz条件下，超声振荡4h后，再向三口烧瓶中加入醋酸酐和吡啶，随后将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为50℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应4h，出料，并于室温条件下，静置老化48h，得老化凝胶；按质量比为1：3将老化凝胶和环氧树脂混合倒入混料机中，于超声频率为65khz条件下，超声分散5h后，再将混料机中物料倒入旋转蒸发仪，于温度为75℃，压力为600kpa条件下，减压浓缩4h，得浓缩液，待浓缩液自然冷却至室温，灌装，即得粘结型固体干膜润滑剂。所述环氧树脂为环氧树脂e-42。实例4按重量份数计，依次取200份n-甲基吡咯烷酮，20份氧化石墨烯，20份4,4’-二氨基二苯基醚，倒入水热釜中，于温度为85℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应5h后，将水热釜中物料倒入透析袋，并将透析袋置于丙酮中，透析36h，再将透析袋中物料抽滤，得滤饼，并用丙酮洗涤滤饼5次，得预处理氧化石墨烯；按重量份数计，依次取100份4,4’-二氨基二苯基醚，8份预处理氧化石墨烯，12份3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐，5份醋酸酐，6份吡啶，先将预处理氧化石墨烯和4,4’-二氨基二苯基醚混合倒入三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入超声振荡仪，于超声频率为50khz条件下，超声振荡60min后，再向三口烧瓶中加入3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐，继续于超声频率为60khz条件下，超声振荡4h后，再向三口烧瓶中加入醋酸酐和吡啶，随后将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为50℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应4h，出料，并于室温条件下，静置老化48h，得老化凝胶；按质量比为1：3将老化凝胶和环氧树脂稀释液混合倒入混料机中，于超声频率为65khz条件下，超声分散5h后，再将混料机中物料倒入旋转蒸发仪，于温度为75℃，压力为600kpa条件下，减压浓缩4h，得浓缩液，待浓缩液自然冷却至室温，灌装，即得粘结型固体干膜润滑剂。所述环氧树脂稀释液是由环氧树脂和苯基缩水甘油醚按质量比为1：15配置而成；所述环氧树脂为环氧树脂e-42。实例5按重量份数计，依次取200份n-甲基吡咯烷酮，20份氧化石墨烯，20份4,4’-二氨基二苯基醚，倒入水热釜中，于温度为85℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应5h后，将水热釜中物料倒入透析袋，并将透析袋置于丙酮中，透析36h，再将透析袋中物料抽滤，得滤饼，并用丙酮洗涤滤饼5次，得预处理氧化石墨烯；按重量份数计，依次取100份4,4’-二氨基二苯基醚，8份预处理氧化石墨烯，12份3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐，20份纳米二硫化钼，5份醋酸酐，6份吡啶，先将预处理氧化石墨烯和4,4’-二氨基二苯基醚混合倒入三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入超声振荡仪，于超声频率为50khz条件下，超声振荡60min后，再向三口烧瓶中加入3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐以及纳米二硫化钼，继续于超声频率为60khz条件下，超声振荡4h后，再向三口烧瓶中加入醋酸酐和吡啶，随后将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为50℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应4h，出料，并于室温条件下，静置老化48h，得老化凝胶；按质量比为1：3将老化凝胶和环氧树脂稀释液混合倒入混料机中，于超声频率为65khz条件下，超声分散5h后，再将混料机中物料倒入旋转蒸发仪，于温度为75℃，压力为600kpa条件下，减压浓缩4h，得浓缩液，待浓缩液自然冷却至室温，灌装，即得粘结型固体干膜润滑剂。所述环氧树脂稀释液是由环氧树脂和苯基缩水甘油醚按质量比为1：15配置而成；所述环氧树脂为环氧树脂e-42。对比例：东莞市某科技有限公司生产的干膜润滑剂。将实例1至5所得的粘结型固体干膜润滑剂及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：1.附着能力：按照gb1720检测试件附着力，并评价附着力等级，附着力等级用1~7级表示，1级为附着力最好，7级为附着力最差；2.耐热性能：按照astmd-2511检测试件连续耐热冲击温度。具体检测结果如表1所示：表1：附着能力及耐热性能具体检测结果检测项目实例1实例2实例3实例4实例5对比例附着力等级/级112224连续耐热冲击温度/℃455401387365343310由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的粘结型固体干膜润滑剂具有优异的耐热性能及附着能力的特点，在润滑材料行业的发展中具有广阔的前景。当前第1页12