本發(fā)明屬于潤滑材料，具體涉及一種復(fù)合潤滑材料及制備方法、軸承。

背景技術(shù)：

1、酚醛樹脂具有高強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、耐熱性和耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)越的優(yōu)點，但常規(guī)酚醛樹脂在堿性條件下合成過程中，大量的酚羥基易被氧化，導(dǎo)致固化過程中樹脂體積收縮率大，交聯(lián)度增加，由其制得的材料硬度大、韌性差、易在界面上產(chǎn)生應(yīng)力裂紋，而且?guī)淼恼駝?、摩擦噪音也較大。針對現(xiàn)有方案制備酚醛樹脂的不足，目前有以下幾種方法改性增韌、降低摩擦：一是在酚醛樹脂中引入內(nèi)增韌物質(zhì)，主要手段是在酚醛樹脂或者固化劑主鏈中引入柔性鏈段，如腰果殼油、丙烯酸、環(huán)氧氯丙烷、不飽和脂肪酸等。比如，腰果殼油其主要結(jié)構(gòu)是間位上帶一個15個碳的單烯或雙烯烴長鏈的酚，因此其既有酚類化合物的特性，又有脂肪族化合物的柔性，因此可以用于改進(jìn)酚醛樹脂的韌性，降低摩擦。但這種方法同時也會大幅降低固化體系玻璃化溫度、彈性模量和力學(xué)強(qiáng)度，使得酚醛樹脂固化體系不能用作結(jié)構(gòu)材料基體。二是利用納米粒子獨特的量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，提高酚醛樹脂固化體系引發(fā)微裂紋、吸收能量的能力；同時，提高材料的硬度，降低摩擦系數(shù)和磨損率；常用的納米粒子有石墨烯、sio2、cnts等。但納米粒子表面能較高、在酚醛樹脂基體內(nèi)易團(tuán)聚，難以均勻分散，而且納米粒子作為無機(jī)粒子與酚醛樹脂界面作用力較差，將直接影響到固化體系的性能，如惡化酚醛樹脂的加工性能、機(jī)械性能和摩擦性能。

2、同時，酚醛樹脂材料是軸承的常用材料，但是酚醛樹脂的水潤滑摩擦系數(shù)過高，因此，提高其潤滑性能是其滿足大型水潤滑密封要求的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種復(fù)合潤滑材料及制備方法、軸承，基于此，本發(fā)明的第一方面提供了一種復(fù)合潤滑材料，其原料包括超支化聚硅氧烷改性耐磨材料和酚醛樹脂單體；所述超支化聚硅氧烷改性耐磨材料由超支化聚硅氧烷對第一材料進(jìn)行修飾改性得到，所述第一材料由過渡金屬材料與多酚類化合物混合球磨或混合研磨得到；所述過渡金屬材料為二硫化鎢、二硒化鎢和二硒化鉬中的至少一種。

2、本發(fā)明首先在酚醛樹脂體系中引入過渡金屬材料（二硫化鎢、二硒化鎢和二硒化鉬中的至少一種），通過與多酚類化合物混合研磨/球磨的方式獲得少層或單層的納米片，并同時實現(xiàn)羥基極性基團(tuán)的修飾，在此基礎(chǔ)上再引入超支化聚硅氧烷與納米片表面的羥基極性基團(tuán)進(jìn)行羥基反應(yīng)，從而再實現(xiàn)超支化聚硅氧烷的修飾，再將其作為原料之一與酚醛樹脂單體共同進(jìn)行固化反應(yīng)，得到本發(fā)明提供的復(fù)合潤滑材料。

3、其中，本發(fā)明引入的過渡金屬材料本身就是良好的潤滑添加劑，因而可以賦予酚醛樹脂材料優(yōu)異的減磨抗磨性；在此基礎(chǔ)上，引入超支化聚硅氧烷（一種有著三維樹枝狀結(jié)構(gòu)且高度支化的含有si-o-si鍵的硅氧烷聚合物）進(jìn)行進(jìn)一步修飾并參與酚醛樹脂的固化反應(yīng)過程，形成有機(jī)-無機(jī)雜化網(wǎng)絡(luò)，能夠有效阻止過渡金屬材料在酚醛樹脂體系中的團(tuán)聚現(xiàn)象，同時，超支化聚硅氧烷一方面可以作為過渡金屬材料與酚醛樹脂基體之間的過渡層，有效提高兩者之間的界面結(jié)合力；另一方面，超支化聚硅氧烷含有大量活性端基，可以參與酚醛樹脂固化過程中的反應(yīng)，從而使得酚醛樹脂分子鏈更具柔性（si-o-si鍵的柔性比c-c鍵的柔性好），實現(xiàn)酚醛樹脂的分子內(nèi)增韌。而為了實現(xiàn)超支化聚硅氧烷的進(jìn)一步修飾，本發(fā)明預(yù)先將過渡金屬材料與多酚類化合物進(jìn)行混合研磨/球磨，使其修飾有具有化學(xué)活性的羥基，同時也實現(xiàn)過渡金屬材料單層或少層的納米片的獲得，而少層或單層的過渡金屬材料納米片具有獨特的納米增強(qiáng)效果，反過來能夠避免在酚醛樹脂分子鏈中引入柔性鏈所帶來的模量和強(qiáng)度的下降，并與超支化聚硅氧烷實現(xiàn)的分子內(nèi)增韌效果協(xié)同進(jìn)一步提升酚醛樹脂材料的增韌效果。因此，上述各種增強(qiáng)效應(yīng)之間相互配合協(xié)同，最終獲得的本發(fā)明具有優(yōu)良摩擦性能和機(jī)械性能的高韌性酚醛樹脂復(fù)合潤滑材料，可用作軸承材料。

4、在一些優(yōu)選的實施方案中，上述超支化聚硅氧烷包括甲基丙烯酰氧基作為端基。該端基具有不飽和碳碳雙鍵和酯鍵（酰氧鍵），酰氧鍵使得此類硅烷具有更高的極性，硅-酰氧鍵活潑的反應(yīng)活性使得此類硅烷能夠更加高效、簡便的參與酚醛樹脂縮聚合成的反應(yīng)。其中，上述超支化聚硅氧烷的制備方法包括以下步驟：將硅烷、乙醇、水和三乙胺混合，在室溫下攪拌至硅烷充分水解后，在70?℃的條件下攪拌并冷凝回流4?h，然后于室溫條件下冷卻，靜置24?h，然后去除三乙胺（加入活性炭），再進(jìn)行旋蒸（90?℃條件下旋蒸1?h），除去乙醇和水，得到甲基丙烯酰氧基為端基的hbpsi（超支化聚硅氧烷）。硅烷可以為3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三異丙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一種。超支化聚硅氧烷的數(shù)均分子量為5000-7000。

5、在一些優(yōu)選的實施方案中，上述多酚類化合物為單寧酸、兒茶素、花青素和槲皮素中的一種。更優(yōu)選地，上述多酚類化合物為單寧酸。

6、在一些優(yōu)選的實施方案中，上述多酚類化合物與上述過渡金屬材料的質(zhì)量比為（1-5）：1。更優(yōu)選地，質(zhì)量比為2:1。

7、在一些優(yōu)選的實施方案中，上述超支化聚硅氧烷改性耐磨材料的質(zhì)量為上述酚醛樹脂單體的質(zhì)量的1?wt%-15?wt%。更優(yōu)選地，上述超支化聚硅氧烷改性耐磨材料的質(zhì)量為上述酚醛樹脂單體的質(zhì)量的10?wt%。

8、其中，上述復(fù)合潤滑材料由超支化聚硅氧烷改性耐磨材料和酚醛樹脂單體（苯酚和甲醛）在催化劑的作用下制備得到；上述催化劑為naoh、ba(oh)2和nh3·h2o中的一種；苯酚和甲醛的摩爾比大于1，具體可以為1.2-1.4。

9、本發(fā)明的第二方面提供了一種上述復(fù)合潤滑材料的制備方法，包括以下步驟：

10、s1、將上述過渡金屬材料與上述多酚類化合物混合，球磨或研磨，得到上述第一材料；

11、s2、將上述第一材料與上述超支化聚硅氧烷于醇水體系中進(jìn)行反應(yīng)，得到上述超支化聚硅氧烷改性耐磨材料；

12、s3、將上述超支化聚硅氧烷改性耐磨材料與酚醛樹脂單體混合反應(yīng)，得到上述復(fù)合潤滑材料。

13、其中，s1的具體過程包括：將上述過渡金屬材料與上述多酚類化合物混合，采用二氧化鋯球磨珠在500?rpm的條件下進(jìn)行球磨，球磨12?h，得到上述第一材料；其中，正轉(zhuǎn)3min，停3?min，反轉(zhuǎn)3?min，停3?min，以此為一個周期。

14、將s1得到的多酚類化合物修飾的單層或少層過渡金屬材料納米片（即上述第一材料）用水洗滌三次，然后離心沉淀，干燥。

15、其中，s2的具體過程包括：將上述第一材料分散至醇水體系中（可以為乙醇和水，乙醇和水的體積比為9:1），超聲10?min，上述第一材料的質(zhì)量濃度為10?mg/ml，然后加入上述超支化聚硅氧烷，上述超支化聚硅氧烷與上述第一材料的質(zhì)量比可以為1:1，然后在90℃的條件下，冷凝回流4?h；離心沉淀、干燥，得到上述超支化聚硅氧烷改性耐磨材料。

16、其中，s3的具體過程包括：將上述超支化聚硅氧烷改性耐磨材料超聲分散于苯酚中，調(diào)節(jié)ph至9-10，滴加質(zhì)量濃度為36%-40%的甲醛溶液，然后于70?℃條件下反應(yīng)60?min，然后調(diào)節(jié)至95?℃-100?℃的條件下恒溫反應(yīng)30?min，得到酚醛樹脂預(yù)聚體溶液；隨后將上述酚醛樹脂預(yù)聚體溶液澆筑在模具中，熱壓固化，得到上述復(fù)合潤滑材料。

17、其中，熱壓固化的壓力為10?mpa；在升溫程序的條件下完成上述熱壓固化，上述升溫程序包括：70?℃保溫15?min，100?℃保溫15?min，120?℃保溫15?min，140?℃保溫15min。

18、本發(fā)明的第三方面提供了一種包括上述復(fù)合潤滑材料的軸承。

19、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明制得的復(fù)合水潤滑材料兼具優(yōu)良的摩擦性能、優(yōu)良的機(jī)械性能和高韌性的特點，能夠滿足大型水潤滑密封要求，并解決了現(xiàn)有改善手段容易出現(xiàn)的顆粒團(tuán)聚等技術(shù)問題。