一种石墨烯改性聚四氟乙烯固体润滑涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种固体润滑涂层，特别设及一种石墨締改性聚四氣乙締固体润滑涂 层W及制备该固体润滑涂层的制备方法。
【背景技术】
[0002] 固体润滑涂层是一种特种润滑材料，二硫化钢、石墨、聚四氣乙締等材料均具有良 好的摩擦力学性能，是常用的固体润滑材料，固体润滑涂层可W满足摩擦部件在高溫、高 压、真空等极端苛刻工况条件下的使用要求，已经成为传统流体动力润滑所不能替代的一 项新技术。聚四氣乙締（简称PTF巧是一种优异的工程塑料，具有优异的自润滑性能和低 摩擦系数，是已知固体润滑材料中最好的干摩擦材料之一。但由于PTFE自身的机械性能较 差，表面能极低，因而由PTFE形成的转移膜在对偶件上的附着力较差，运会导致使用PTFE 材料作为固体润滑材料时耐磨损性极差，无法满足摩擦部件在高溫、高压、真空等极端苛刻 工况条件下的使用要求，因而需要对PTFE进行改性从而提高其耐磨强度。
【发明内容】
[0003] 本发明所需解决的技术问题是：提供一种具有良好的自润滑性能、力学性能、减 摩耐磨性、热稳定性W及良好的粘附性的石墨締改性聚四氣乙締固体润滑涂层及其制备方 法。
[0004] 为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的一种石墨締改性聚四氣乙締 固体润滑涂层，其组成成分及各个成分的质量份数组成为：聚四氣乙締100份；二硫化钢 0. 3~10份；石墨0~8份；石墨締0.1~5份；氧化石墨締0~6份；水80~380份。
[0005] 进一步地，前述的一种石墨締改性聚四氣乙締固体润滑涂层，其中，所述的聚四氣 乙締为聚四氣乙締乳液中的固体份，聚四氣乙締乳液可W采用日本大金氣化工生产的型号 为D-411的聚四氣乙締乳液。所述的80~380份水由聚四氣乙締乳液中的水和余量水 组成，其中聚四氣乙締乳液中的聚四氣乙締与聚四氣乙締乳液中的水的质量比例为5. 5: 4. 5~6. 5 :3. 5。当聚四氣乙締乳液中的水的质量份数位于80~380份区间内，余量水的 质量份数可W为零。
[0006] 进一步地，前述的一种石墨締改性聚四氣乙締固体润滑涂层，其中，所述的聚四氣 乙締为聚四氣乙締颗粒，聚四氣乙締颗粒的粒径为0. 2~0. 4μm。
[0007] 进一步地，前述的一种石墨締改性聚四氣乙締固体润滑涂层，其中，所述的二硫化 钢为胶体二硫化钢细粉，胶体二硫化钢细粉的粒度为1~10μm。
[0008] 进一步地，前述的一种石墨締改性聚四氣乙締固体润滑涂层，其中，所述的石墨为 胶体石墨细粉，胶体石墨细粉的粒度为1~10μm。
[0009] 进一步地，前述的一种石墨締改性聚四氣乙締固体润滑涂层，其中，所述的石墨締 的粒度为10~200nm。
[0010] 进一步地，前述的一种石墨締改性聚四氣乙締固体润滑涂层，其中，所述的氧化石 墨締的粒度为10~250皿。
[0011] 石墨締（graphene)即单层石墨，是由碳六元环组成的两维点阵结构，具有优异的 电学性能，且质量轻、导热性好、比表面积大，其杨氏模量（ITPa)和内在强度（130GPa)也可 与碳纳米管相媳美，适合制备性能优良的复合材料，近年来已成为研究的热点。本发明为了 能够尽可能的降低聚四氣乙締涂层的摩擦系数，加入单层结构的石墨締，并利用合理的配 比与制备工艺，得到一种新型涂层一一石墨締改性聚四氣乙締固体润滑涂层，该涂层兼具 优良的耐磨损性能与低摩擦系数的特性。
[0012] 制备石墨締改性聚四氣乙締固体润滑涂层的制备方法具体包括W下步骤：（1)将 聚四氣乙締乳液、二硫化钢、石墨、石墨締、氧化石墨締和余量水按质量份数比例混匀形成 聚四氣乙締混合溶液，其中所述的聚四氣乙締为聚四氣乙締乳液中的固体份，80~380份 水由聚四氣乙締乳液中的水和余量水组成，聚四氣乙締乳液中的聚四氣乙締与聚四氣乙締 乳液中的水的质量比例为5. 5 :4. 5~6. 5 :3. 5 ; (2)将聚四氣乙締混合溶液均匀喷涂涂覆 于金属广品的表面上，然后将涂覆有聚四氣乙締混合洛液的金属广品放置于330~360C 环境中高溫烧结使聚四氣乙締混合溶液高溫烧结形成膜状涂层，膜状涂层冷却后得到石墨 締改性聚四氣乙締固体润滑涂层。
[0013] 进一步地，前述的石墨締改性聚四氣乙締固体润滑涂层的制备方法，其中，步骤一 中聚四氣乙締乳液、二硫化钢、石墨、石墨締、氧化石墨締和余量水通过机械揽拌分散或超 声分散混匀形成聚四氣乙締混合溶液。
[0014] 进一步地，前述的石墨締改性聚四氣乙締固体润滑涂层的制备方法，其中，所述的 聚四氣乙締为聚四氣乙締颗粒，聚四氣乙締颗粒的粒径为0. 2~0. 4μπι;所述的二硫化钢 为胶体二硫化钢细粉，胶体二硫化钢细粉的粒度为1~10μm;所述的石墨为胶体石墨细 粉，胶体石墨细粉的粒度为1~10μm;所述的石墨締的粒度为10~200皿；所述的氧化石 墨締的粒度为10~250皿。
[0015] 进一步地，前述的石墨締改性聚四氣乙締固体润滑涂层的制备方法，其中，步骤二 中的聚四氣乙締混合溶液通过气流喷涂或静电喷涂涂覆于金属产品的表面上。
[0016] 本发明的有益效果是：通过配比各组成成分W及各组成成分的质量份数的配比 量，使形成的石墨締改性聚四氣乙締固体润滑涂层具有良好的自润滑性能、力学性能、减摩 耐磨性、热稳定性W及良好的粘附性。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。 阳〇1引 实施例一
[0019] 本实施例所述的一种石墨締改性聚四氣乙締固体润滑涂层，其组成成分及各个成 分的质量份数组成为：聚四氣乙締100份；二硫化钢4份；石墨3份；石墨締3份；氧化石墨 締1份冰200份。
[0020] 本实施例中所述的聚四氣乙締为聚四氣乙締乳液中的固体份，所述的200份水由 聚四氣乙締乳液中的水和余量水组成，其中聚四氣乙締乳液中的聚四氣乙締与聚四氣乙締 乳液中的水的质量比例为6 :4。所述的聚四氣乙締为聚四氣乙締颗粒，聚四氣乙締颗粒的 粒径为0. 2~0. 4μm。所述的二硫化钢为胶体二硫化钢细粉，胶体二硫化钢细粉的粒度为 1~10μm。所述的石墨为胶体石墨细粉，胶体石墨细粉的粒度为1~10μm。所述的石墨 締的粒度为10~200皿。所述的氧化石墨締的粒度为10~250皿。
[0021] 制备上述石墨締改性聚四氣乙締固体润滑涂层的制备方法具体包括W下步骤： 阳0巧 （1)将聚四氣乙締乳液、二硫化钢、石墨、石墨締、氧化石墨和余量水按质量份数比 例通过机械揽拌分散或超声分散混匀形成聚四氣乙締混合溶液；本实施例中所述的聚四氣 乙締为聚四氣乙締乳液中的固体份，所述的200份水由聚四氣乙締乳液中的水和余量水组 成，其中聚四氣乙締乳液中的聚四氣乙締与聚四氣乙締乳液中的水的质量比例为6 :4。所 述的聚四氣乙締为聚四氣乙締颗粒，聚四氣乙締颗粒的粒径为0. 2~0. 4μm。所述的二硫 化钢为胶体二硫化钢细粉，胶体二硫化钢细粉的粒度为1~10μm。所述的石墨为胶体石墨 细粉，胶体石墨细粉的粒度为1~10μm。所述的石墨締的粒度为10~200皿。所述的氧 化石墨締的粒度为10~250皿。
[0023] (2)将聚四氣乙締混合溶液通过气流喷涂或静电喷涂均匀涂覆于金属产品的表面 上，然后将涂覆有聚四氣乙締混合溶液的金属产品放置于330~360°C环境中高溫烧结使 聚四氣乙締混合溶液高溫烧结形成膜状涂层，膜状涂层冷却后得到石墨締改性聚四氣乙締 固体润滑涂层。