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专利摘要

本发明公开了一种磷酸锰纳米片改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料及制备方法。首先制备出三水合磷酸锰纳米片，再将其与超高分子量聚乙烯粉末机械共混均匀，将混合粉料放入模具中，最后采用热压成型法将混合粉料加热模压熔融后固化成型，待冷却脱模后即可得UHMWPE减摩抗磨复合材料。本发明利用三水合磷酸锰纳米片在摩擦过程中形成具有一定润滑性和抗热性的磷酸锰盐膜，有效减少了摩擦表面的材料的变形和撕裂，进而改善了超高分子量聚乙烯的减摩抗磨性能。制备的UHMWPE减摩抗磨复合材料在干摩擦工况下的摩擦系数、磨痕深度和宽度均有显著降低，作为运动副部件摩擦材料应用时，可大幅提高配副的可靠性和使用寿命。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202311240767.7
申请日期:
2023-09-22
专利申请人:
分类号:
C08L23/06 ; C08K3/32 ; C08K7/00
发明/设计人:
贾丹，杨田，蔡暾，段海涛，詹胜鹏，段林林，成煜，刘炼
权利要求: 1.一种三水合磷酸锰纳米片改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：由超高分子量聚乙烯、三水合磷酸锰组成。2.如权利要求1所述一种三水合磷酸锰纳米片改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：所述三水合磷酸锰为纳米片层结构。3.如权利要求1所述一种三水合磷酸锰纳米片改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯和三水合磷酸锰纳米片均为粉末状，先制备出三水合磷酸锰纳米片，然后将超高分子量聚乙烯粉末和三水合磷酸锰纳米片粉末经过机械混合通过热压机固化成型形成用于工程装备的减摩耐磨聚合物材料。4.如权利要求1所述一种三水合磷酸锰纳米片改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：所述UHMWPE减摩抗磨复合材料中的三水合磷酸锰纳米片含量为5～10wt.％。5.一种权利要求1-4任意一项所述的UHMWPE减摩抗磨复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、制备三水合磷酸锰纳米片材料；步骤2、选配超高分子量聚乙烯粉末；选配三水合磷酸锰纳米片粉末；步骤3、将步骤2得到的超高分子量聚乙烯粉末和三水合磷酸锰纳米片粉末混合均匀，形成混合粉末；步骤4、将混合粉末置于模具中，采用热压机进行先预压后固化成型最后冷却脱模。6.如权利要求5所述一种三水合磷酸锰纳米片改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：所述混合粉末在模具中热压之前，先在66℃条件下利用干燥箱进行烘干。7.如权利要求5所述一种三水合磷酸锰纳米片改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：所述步骤4中，预压的压力为20～30MPa；预压2～5次，每次3～5min。8.如权利要求7所述一种三水合磷酸锰纳米片改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：所述步骤4中，固化成型的模具设定温度为160～180℃，固化时间为保温2～3h。9.如权利要求8所述一种三水合磷酸锰纳米片改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：所述步骤4中，固化成型时，保温2～3h后，停止对模具加热，将模具置于空气中自然冷却，冷却过程中，根据模具温度的下降逐渐增加热压机的压力，直至施加热压压力为120～150MPa保压；模具自然冷却至室温时，卸压脱模，即得到UHMWPE减摩抗磨复合材料。10.如权利要求9所述一种三水合磷酸锰纳米片改性的UHMWPE减摩抗磨复合材料，其特征在于：所述步骤4的冷却过程中热压机施压参数为：当控温仪温度显示为108～112℃，施加压力10～20MPa保压；等温度冷却至98～102℃，施加压力30～40MPa保压；等温度冷却至88～92℃，施加压力70～80MPa保压；等温度冷却至78～82℃，施加压力120～150MPa保压直至冷却至常温。