專利名稱：液體丁腈橡膠改性聚合物基自潤滑材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體丁腈橡膠改性聚合物基自潤滑材料，具體的講，本發(fā)明涉及一種端羥基液體丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂-聚氨酯互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物自潤滑材料。
背景技術(shù)：
互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)是由兩種或兩種以上的聚合物網(wǎng)絡(luò)永久性地互相穿插纏結(jié)而形成的聚合物合金。其獨特的網(wǎng)絡(luò)互穿結(jié)構(gòu)、強迫互容、界面互穿以及協(xié)同作用能使具有不同功能的聚合物形成穩(wěn)定的結(jié)合體，賦予材料更加優(yōu)異的性能。環(huán)氧樹脂-聚氨酯IPN，既具有環(huán)氧樹脂優(yōu)異的力學(xué)性能，又結(jié)合了聚氨酯彈性體的高彈力、高伸長率，負(fù)載支撐容量大，減震效果好等優(yōu)點，受到廣泛的關(guān)注。但是環(huán)氧樹脂-聚氨酯IPN的自潤滑性能差，不能滿足在潤滑領(lǐng)域的應(yīng)用要求。為此改善其自潤滑性能是拓寬此復(fù)合材料應(yīng)用范圍的難點和重點。端羥基液體丁腈橡膠，簡稱HTLN，淺黃色透明粘稠液體，具有粘度低、耐高溫、耐低溫、耐油性好的特點，通常用于環(huán)氧樹脂的增韌劑。國內(nèi)環(huán)氧樹脂改性的相關(guān)專利主要有200910108784. 9納米丁苯吡橡膠改性環(huán)氧樹脂及其生產(chǎn)方法、200910108785. 3納米羧基丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂及其生產(chǎn)方法、200910054081. 2 一種端異氰酸酯硅橡膠改性環(huán)氧樹脂及其制備方法、99109418. 2聚硅氧烷改性環(huán)氧樹脂組合物。這些專利僅限于對環(huán)氧樹脂機械強度特別是韌性的改進(jìn)。相關(guān)環(huán)氧樹脂-聚氨酯IPN自潤滑復(fù)合材料改性的專利還沒有報道，環(huán)氧樹脂-聚氨酯IPN本身的綜合機械性能優(yōu)于純的環(huán)氧樹脂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種端羥基液體丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂-聚氨酯IPN自潤滑材料，該材料具有優(yōu)異的自潤滑 性能和良好的機械強度。一種液體丁腈橡膠改性聚合物基自潤滑材料，其特征在于該材料通過以下步驟制備A將重量份數(shù)80 120份環(huán)氧樹脂與5 20份端羥基液體丁腈橡膠均勻混合，在100 120°C真空度O. 08 O.1MPa下除水脫氣；B將100份蓖麻油聚氨酯預(yù)聚體加入到步驟A中的得到的混合物中，再加入23 40份3，3' -二氯_4，4' - 二氨基二苯甲烷作為固化劑，攪拌均勻，在80 100°C真空度
O.08 O.1MPa下脫氣后倒入預(yù)熱的模具中，在100 120°C下固化5_7小時；自然冷卻，得到液體丁腈橡膠改性聚合物基自潤滑材料。液體丁腈橡膠改性聚合物基自潤滑材料也可稱為端羥基液體丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂-聚氨酯IPN自潤滑材料。材料由樹脂基體，液體橡膠改性劑組成，其中樹脂基體選用具有優(yōu)異機械性能和熱穩(wěn)定性的環(huán)氧樹脂-聚氨酯互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物，液體橡膠改改性劑選用成本低，耐熱性高，與基體結(jié)合性好的端羥基液體丁腈橡膠為改性劑。本發(fā)明所使用的蓖麻油聚氨酯預(yù)聚體為端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體，按文獻(xiàn)方法制備(Journal of Applied Polymer Science, 1998, 70 (9), 1649-1659):首先將 100 份蓖麻油在100°C真空下除水8 10h，然后在氮氣保護(hù)和O. 02份二月硅酸二丁基錫催化作用下，與40份甲苯二異氰酸酯在60 75°C反應(yīng)l_2h得到。本發(fā)明所述丁腈橡膠是羥基含量分別為0.4，0.6mmol/g，數(shù)均分子量分別為2500±100和2000±100端羥基液體丁腈橡膠中的一種。本發(fā)明所述環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E51和環(huán)氧樹脂E44中的一種。本發(fā)明的材料，端羥基液體丁腈橡膠以球狀粒子形式均勻分散在環(huán)氧樹脂-聚氨酯IPN中，通過端羥基液體丁腈橡膠中的羥基與基體樹脂中的聚氨酯預(yù)聚體中的異氰酸酯基反應(yīng)，增加了界面粘結(jié)性，明顯改善基體摩擦學(xué)性能的同時，進(jìn)一步提高了其機械性能及熱穩(wěn)定性。拓寬了環(huán)氧樹脂-聚氨酯IPN的在自潤滑材料領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。本發(fā)明產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)如下1.硬度(邵 D) :50 652.大氣下摩擦系數(shù)0. 10 O. 133.大氣下質(zhì)量磨損率< O. 03%4.拉伸強度彡38MPa ;拉伸彈性模量彡260MPa5.沖擊強度彡28KJ/m26.熱分解起始溫度彡330 0C相對于專利200910 108784. 9納米丁苯吡橡膠改性環(huán)氧樹脂及其生產(chǎn)方法、200910108785. 3納米羧基丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂及其生產(chǎn)方法、200910054081. 2 一種端異氰酸酯硅橡膠改性環(huán)氧樹脂及其制備方法，僅使環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的機械強度增加。本發(fā)明產(chǎn)品具有以下優(yōu)點增加了復(fù)合材料的耐磨性，顯著降低了復(fù)合材料的摩擦系數(shù)，同時增加了機械強度和抗震性能。該材料可作為自潤滑材料，直接澆鑄成軸承外套，需要減磨耐磨的特殊設(shè)備外殼，儀表外殼等。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明是如何實現(xiàn)的，但不限制本發(fā)明。實施例1首先將100份蓖麻油在100°C真空度O. 08MPa下除水8h，然后在氮氣保護(hù)和O. 02份二月硅酸二丁基錫催化作用下，與40份甲苯二異氰酸酯在65°C反應(yīng)1. 5h得到蓖麻油聚氨酯預(yù)聚體。A將90份環(huán)氧樹脂E51與10份端羥基液體丁腈橡膠(羥基含量為O. 4mmol/g,數(shù)均分子量2500)均勻混合，在120°C真空度O.1MPa下除水脫氣；B將100份蓖麻油聚氨酯預(yù)聚體加入到A步驟中的得到的混合物中，然后加入30份3，3^ -二氯_4，4' - 二氨基二苯甲烷作為固化劑，攪拌均勻，在100°C真空度O. 08MPa下脫氣后倒入預(yù)熱的模具中，在120°C下固化6h。自然冷卻，得到端羥基液體丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂-聚氨酯IPN自潤滑材料。實施例2首先將100份蓖麻油在100°C真空度O.1MPa下除水9h，然后在氮氣保護(hù)和O. 02
份二月硅酸二丁基錫催化作用下，與40份甲苯二異氰酸酯在65°C反應(yīng)1. 5h得到蓖麻油聚氨酯預(yù)聚體。A將80份環(huán)氧樹脂E51與20份端羥基液體丁腈橡膠(羥基含量為O. 4mmol/g,數(shù)均分子量2500)均勻混合，在120°C真空度O. 09MPa下除水脫氣；B將100份蓖麻油聚氨酯預(yù)聚體加入到A步驟中的得到的混合物中，然后加入27份3，3^ -二氯_4，4' - 二氨基二苯甲烷作為固化劑，攪拌均勻，在100°C真空度O. 09MPa下脫氣后倒入預(yù)熱的模具中，在120°C下固化6h。自然冷卻，得到端羥基液體丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂-聚氨酯IPN自潤滑材料。實施例3首先將100份蓖麻油在100°C真空度O. 09MPa下除水10h，然后在氮氣保護(hù)和O. 02
份二月硅酸二丁基錫催化作用下，與40份甲苯二異氰酸酯在65°C反應(yīng)1. 5h得到蓖麻油聚氨酯預(yù)聚體。A將90份環(huán)氧樹脂E44與10份端羥基液體丁腈橡膠(羥基含量為O. 6mmol/g,數(shù)均分子量2000)均勻混合，在120°C真空度O.1MPa下除水脫氣；B將100份蓖麻油聚氨酯預(yù)聚體加入到A步驟中的得到的混合物中，然后加入26份3，3^ -二氯_4，4' - 二氨基二苯甲烷作為固化劑，攪拌均勻，在100°C真空度O. 08MPa下脫氣后倒入預(yù)熱的模具 中，在120°C下固化6h。自然冷卻，得到端羥基液體丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂-聚氨酯IPN自潤滑材料。實施例4首先將100份蓖麻油在100°C真空度O. 08MPa下除水10h，然后在氮氣保護(hù)和O. 02
份二月硅酸二丁基錫催化作用下，與40份甲苯二異氰酸酯在65°C反應(yīng)1. 5h得到蓖麻油聚氨酯預(yù)聚體。A將80份環(huán)氧樹脂E44與20份端羥基液體丁腈橡膠(羥基含量為O. 6mmol/g,數(shù)均分子量2000)均勻混合，在120°C真空度O. 08MPa下除水脫氣；B將100份蓖麻油聚氨酯預(yù)聚體加入到A步驟中的得到的混合物中，然后加入23份3，3' -二氯-4，4' - 二氨基二苯甲烷作為固化劑，攪拌均勻，在100°C真空度O.1MPa下脫氣后倒入預(yù)熱的模具中，在120°C下固化6h。自然冷卻，得到端羥基液體丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂-聚氨酯IPN自潤滑材料。
權(quán)利要求
1.一種液體丁腈橡膠改性聚合物基自潤滑材料，其特征在于該材料通過以下步驟制備: A將重量份數(shù)80 120份環(huán)氧樹脂與5 20份端羥基液體丁腈橡膠均勻混合，在100 120°C真空度O. 08 O.1MPa下除水脫氣；B將100份蓖麻油聚氨酯預(yù)聚體加入到步驟A中的得到的混合物中，再加入23 40份3，3 ^ -二氯-4，4' - 二氨基二苯甲烷作為固化劑，攪拌均勻，在80 100°C真空度O. 08 O.1MPa下脫氣后倒入預(yù)熱的模具中，在100 120°C下固化5_7小時；自然冷卻，得到液體丁腈橡膠改性聚合物基自潤滑材料。
2.如權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于丁腈橡膠是羥基含量分別為O.4,0. 6mmol/g,數(shù)均分子量分別為2500±100和2000±100端羥基液體丁腈橡膠中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E51和環(huán)氧樹脂E44中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液體丁腈橡膠改性聚合物基自潤滑材料。該材料由樹脂基體，液體橡膠改性劑組成，具有摩擦系數(shù)小、磨損率低，機械強度高，可加工性好等特點。可澆注或加工為機械殼體和特殊形狀的耐磨抗震零件使用，提高了材料的使用壽命和實用范圍。
文檔編號C08L9/02GK103059509SQ20111032097
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者王齊華, 陳守兵, 張新瑞, 趙蓋, 王廷梅 申請人:中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所