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CN115198513B - 一种MXene@SiC免溶剂纳米流体及其制备方法和应用、复合润滑材料及制备方法 - Google Patents

一种MXene@SiC免溶剂纳米流体及其制备方法和应用、复合润滑材料及制备方法 Download PDF

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CN115198513B CN202210895030.8A CN202210895030A CN115198513B CN 115198513 B CN115198513 B CN 115198513B CN 202210895030 A CN202210895030 A CN 202210895030A CN 115198513 B CN115198513 B CN 115198513B
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Abstract

本发明属于固体润滑技术领域，具体涉及一种MXene@SiC免溶剂纳米流体及其制备方法和应用、复合润滑材料及制备方法。本发明提供的MXene@SiC免溶剂纳米流体，包括MXene@SiC杂化体，共价接枝于所述MXene@SiC杂化体表面的内冠层，以及共价接枝于所述内冠层表面的外冠层。本发明提供的MXene@SiC免溶剂纳米流体作为增强填料，能够使Basalt/PTFE混纺织物复合材料的摩擦学性能得到显著提升。与此同时，本发明采用单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液对Basalt/PTFE混纺织物表面进行改性，改善混纺织物与纳米流体‑树脂基体之间的界面结合性能，实现混纺织物复合材料摩擦学性能的进一步提升。

Description

一种MXene@SiC免溶剂纳米流体及其制备方法和应用、复合润 滑材料及制备方法
技术领域
本发明属于固体润滑技术领域，具体涉及一种MXene@SiC免溶剂纳米流体及其制备方法和应用、复合润滑材料及制备方法。
背景技术
玄武岩纤维/聚四氟乙烯(Basalt/PTFE)混纺织物复合材料联合了玄武岩纤维突出的力学性能和聚四氟乙烯纤维优异的润滑性能，因此被用作自润滑关节轴承内衬，用于保障工程装备的平稳、长效运转。然而，随着科学技术的快速发展，工程机械装备的运行工况愈加苛刻，对混纺织物复合材料的摩擦学性能也提出了更高的要求，尤其需要满足高温、重载等极端工况的运行条件。因此，需要对织物复合材料的承载、润滑以及耐温性能进行进一步提升和改进。
引入纳米增强填料被视为是一种简单且有效的改进混纺织物复合材料摩擦学性能的方法。目前，不同种类的填料，包括氧化石墨烯、碳纳米管或金属硼化物被引入织物复合材料，并取得有效的进展。然而，目前上述填料对织物复合材料摩擦学性能的增强作用有限，并没有实现织物复合材料摩擦学性能的有效提升。而且，鉴于Basalt/PTFE混纺织物纤维表面光滑且缺乏活性反应基团，不仅限制了织物衬垫在摩擦过程中应力的有效转移，且采用纳米增强填料改性Basalt/PTFE混纺织物时，混纺织物与含有纳米增强填料的树脂基体间难以形成有效的界面键接作用，也影响混纺织物摩擦学性能的提升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种MXene@SiC免溶剂纳米流体及其制备方法和应用、复合润滑材料及制备方法，本发明提供的MXene@SiC免溶剂纳米流体作为纳米流体增强填料，能够使得Basalt/PTFE混纺织物复合材料的摩擦学性能，尤其是平均磨损率和摩擦系数得到显著改善。同时，本发明采用单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液对Basalt/PTFE混纺织物表面进行改性，改善混纺织物与纳米流体-树脂基体之间的界面结合性能，实现混纺织物复合材料摩擦学性能的进一步提升。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种MXene@SiC免溶剂纳米流体，包括MXene@SiC杂化体，共价接枝于所述MXene@SiC杂化体表面的内冠层，以及共价接枝于所述内冠层表面的外冠层；所述MXene@SiC杂化体包括MXene纳米片和负载在所述MXene纳米片上的SiC纳米线；所述内冠层为环氧基硅烷偶联剂；所述外冠层为聚醚胺。
优选的，所述SiC纳米线的直径为200～500nm；所述SiC纳米线的长度为5～20μm。
优选的，所述MXene@SiC杂化体的制备方法包括以下步骤：
将SiC纳米线、阳离子表面活性剂和水混合，对所述SiC纳米线进行阳离子表面活性剂改性，得到改性SiC纳米线；
将MXene纳米片、所述改性SiC纳米线和水混合，在所述MXene纳米片表面进行静电自组装反应，得到所述MXene@SiC杂化体。
优选的，所述MXene纳米片和所述改性SiC纳米线的质量比为(0.5～1):(0.5～1)。
本发明提供了上述技术方案所述的MXene@SiC免溶剂纳米流体的制备方法，包括以下步骤：
将MXene@SiC杂化体、环氧基硅烷偶联剂和有机溶剂混合发生共价接枝反应，在所述MXene@SiC杂化体表面共价接枝上内冠层，得到接枝内冠层的杂化体的分散液；
将所述接枝内冠层的杂化体的分散液和聚醚胺混合发生加成反应，在所述内冠层表面共价接枝上外冠层，得到所述MXene@SiC免溶剂纳米流体。
优选的，所述MXene@SiC杂化体与所述环氧基硅烷偶联剂的质量比为1:(1～2)；所述环氧基硅烷偶联剂和所述聚醚胺的摩尔比为1:(1～1.2)。
本发明提供了上述技术方案所述的MXene@SiC免溶剂纳米流体或上述技术方案所述的制备方法制备得到的MXene@SiC免溶剂纳米流体作为纳米增强填料在织物复合润滑材料中的应用。
本发明提供了一种复合润滑材料的制备方法，包括以下步骤：
将玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物浸渍于单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液中进行表面改性，得到表面改性的玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物；
将纳米流体增强填料与树脂溶液混合，得到纳米流体增强填料-树脂分散溶液；所述纳米流体增强填料为上述技术方案所述的MXene@SiC免溶剂纳米流体或上述技术方案所述的制备方法制备得到的MXene@SiC免溶剂纳米流体；
将所述表面改性的玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物浸渍于所述纳米流体增强填料-树脂分散溶液后干燥，重复上述浸渍-烘干过程，得到所述复合润滑材料。
本发明提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的复合润滑材料，包括玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物，以及负载于所述玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物表面和内部中的纳米流体增强填料和树脂。
优选的，所述玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物占所述复合润滑材料的质量百分含量为70～80wt％。
本发明提供了一种MXene@SiC免溶剂纳米流体，包括MXene@SiC杂化体，共价接枝于所述MXene@SiC杂化体表面的内冠层，以及共价接枝于所述内冠层表面的外冠层；所述MXene@SiC杂化体包括MXene纳米片和负载在所述MXene纳米片上的SiC纳米线；所述内冠层为环氧基硅烷偶联剂；所述外冠层为聚醚胺。本发明提供的MXene@SiC免溶剂纳米流体包括MXene@SiC杂化体，能够充分发挥MXene纳米片优异的减磨润滑性能和SiC纳米线突出的承载能力，作为纳米增强材料时，MXene纳米片和SiC纳米线能够协同提升织物复合材料的摩擦学性能；同时，本发明提供的MXene@SiC免溶剂纳米流体包括共价接枝的内冠层和外冠层，内冠层和外冠层形成的有机壳层在充当MXene@SiC免溶剂纳米流体的“溶剂”的角色，为MXene@SiC杂化体提供流动介质，使其以流体形式存在，使得MXene@SiC免溶剂纳米流体兼具有机和无机材料的特性；极大地促进了MXene@SiC杂化体在织物复合材料中的分散性能，进而充分发挥MXene和SiC二者之间的协同增强效应，显著改善织物复合材料的平均磨损率和摩擦系数。
本发明提供了一种复合润滑材料的制备方法，包括以下步骤：将玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物浸渍于单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液中进行表面改性，得到表面改性的玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物；将纳米流体增强填料与树脂溶液混合，得到纳米流体增强填料-树脂分散溶液；所述纳米流体增强填料为上述技术方案所述的MXene@SiC免溶剂纳米流体或上述技术方案所述的制备方法制备得到的MXene@SiC免溶剂纳米流体；将所述表面改性的玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物浸渍于所述纳米流体增强填料-树脂分散溶液后干燥，重复上述浸渍-烘干过程，得到所述复合润滑材料。本发明提供的制备方法采用单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液对Basalt/PTFE混纺织物表面进行改性，赋予Basalt/PTFE混纺织物表面丰富的活性反应基团(羟基、氨基)，改善Basalt/PTFE混纺织物与纳米流体增强填料、树脂基体之间的界面结合性能，避免织物纤维在摩擦过程中被拔出和切断，进一步实现织物复合材料耐磨和润滑性能的有效提升。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的复合润滑材料，包括玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物，以及负载于所述玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物表面和内部的纳米流体增强填料和树脂。在本发明中，所述纳米流体增强填料为上述技术方案所述的MXene@SiC免溶剂纳米流体或上述技术方案所述的制备方法制备得到的MXene@SiC免溶剂纳米流体。本发明提供的复合润滑材料在摩擦过程中，二维的MXene纳米片能够促进织物衬垫材料的摩擦转移，提升转移膜与金属对偶间的结合力。与此同时，MXene纳米片能够增强树脂基体的韧性，改善织物衬垫材料内部的应力传递效率，抑制织物衬垫材料因应力集中而产生疲劳裂纹。此外，负载于层状MXene纳米片表面的SiC纳米线能够提高织物衬垫材料的承载能力，连同MXene纳米片共同实现织物衬垫材料耐磨、润滑性能的有效提升。而且，在本发明中，MXene@SiC杂化体以纳米流体的形式在织物复合材料内部实现均匀地分散，有效改善MXene@SiC杂化体在树脂和织物复合材料中的分散性，进而可以充分发挥MXene纳米片和SiC纳米线对Basalt/PTFE混纺织物复合材料摩擦学性能的协同增强作用。由实施例的结果表明，本发明提供的复合润滑材料的平均磨损率和摩擦系数分别为1.96×10-14m3(Nm)-1和0.0446，实现了Basalt/PTFE织物衬垫耐磨和润滑性能的有效提升。
附图说明
图1为实施例2中MXene@SiC杂化体与GPTES(γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)以及聚醚胺M2070反应示意图；
图2为应用例1和对比应用例1、2、3制备的Basalt/PTFE织物复合材料的磨损率和摩擦系数图；
图3为实施例2中的原材料Ti3AlC2粉末、MXene纳米片、改性SiC纳米线、MXene@SiC杂化体的扫描电镜照片；
图4为实施例2中的MXene纳米片、改性SiC纳米线、MXene@SiC杂化体的透射电镜照片；
图5为实施例2制备的MXene纳米片(Ti3C2TX)、改性SiC纳米线、MXene@SiC杂化体的XRD谱图，红外光谱，拉曼光谱和Zeta电位图；
图6为实施例3制备MXene@SiC免溶剂纳米流体的透射形貌，红外光谱，黏度以及在酚醛树脂溶液中的分散性；
图7为PTFE纤维和Basalt纤维改性前后的表面形貌以及红外光谱图；
图8为对比应用例1和应用例4制备的织物复合润滑材料磨损表面扫描电镜图。
具体实施方式
本发明提供了一种MXene@SiC免溶剂纳米流体，包括MXene@SiC杂化体，共价接枝于所述MXene@SiC杂化体表面的内冠层，以及共价接枝于所述内冠层表面的外冠层；所述MXene@SiC杂化体包括MXene纳米片和负载在所述MXene纳米片上的SiC纳米线；所述内冠层为环氧基硅烷偶联剂；所述外冠层为聚醚胺。
在本发明中，若无特殊说明，所有制备原料/组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。
本发明提供的MXene@SiC免溶剂纳米流体包括MXene@SiC杂化体；所述MXene@SiC杂化体包括MXene纳米片和负载在所述MXene纳米片上的SiC纳米线。
在本发明中，所述SiC纳米线的直径优选为200～500nm，更优选为250～450nm。
在本发明中，所述SiC纳米线的长度优选为5～20μm，更优选为6～18μm。
在本发明中，所述MXene纳米片的层数优选≤5层。
在本发明中，所述MXene@SiC杂化体的制备方法优选包括以下步骤：
将SiC纳米线、阳离子表面活性剂和水混合，对所述SiC纳米线进行阳离子表面活性剂改性，得到改性SiC纳米线；
将MXene纳米片和所述改性SiC纳米线和水混合，在所述MXene纳米片表面进行静电自组装反应，得到所述MXene@SiC杂化体。
本发明将SiC纳米线、阳离子表面活性剂和水混合(以下称为第一混合)，对所述SiC纳米线进行阳离子表面活性剂改性，得到改性SiC纳米线。
在本发明中，所述阳离子表面活性剂优选包括聚二烯丙基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种，更优选为聚二烯丙基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵。
在本发明中，所述阳离子表面活性剂和所述SiC纳米线的质量比优选为(0.5～1):1，更优选为(0.55～0.8):1。
在本发明中，所述第一混合优选包括：将所述阳离子表面活性剂溶解于水中，形成阳离子表面活性剂溶液；将所述SiC纳米线和所述阳离子表面活性剂溶液混合。在本发明中，所述阳离子表面活性剂溶液的质量百分含量优选为1wt％。在本发明中，所述SiC纳米线和所述阳离子表面活性剂溶液混合时优选在超声辅助的条件下进行，所述超声辅助混合的时间优选为0.5h。
在本发明中，所述阳离子表面活性剂改性的温度优选为室温。
在本发明中，所述阳离子表面活性剂改性的保温时间优选为10～15h，更优选为12h。
在本发明中，所述阳离子表面活性剂改性优选在搅拌的条件下进行，本发明对所述搅拌的具体实施过程没有特殊要求。
在本发明中，所述阳离子表面活性剂改性后得到改性液，本发明优选对所述改性液进行后处理，得到所述改性SiC纳米线。在本发明中，所述后处理优选包括：依次进行固液分离、水洗和干燥。在本发明中，所述固液分离具体优选为过滤，本发明对所述过滤的具体实施方式没有特殊要求。在本发明中，所述干燥具体优选为冷冻干燥。
在本发明中，所述阳离子表面活性剂改性赋予SiC纳米线表面带正电荷。
得到改性SiC纳米线后，本发明将MXene纳米片和所述改性SiC纳米线和水混合(以下称为第二混合)，在所述MXene纳米片表面进行静电自组装反应，得到所述MXene@SiC杂化体。
在本发明中，所述MXene纳米片优选包括Ti3AlC2-MXene。
在本发明中，所述MXene纳米片的制备方法优选包括以下步骤：
将Ti3AlC2粉体和氢氟酸混合，进行表面刻蚀，得到刻蚀产物；
在保护气体氛围中，将所述刻蚀产物在冰水中依次进行剥离和离心分离，取上清液作为MXene纳米片的分散液；
将所述MXene纳米片的分散液冷冻干燥，得到所述MXene纳米片。
本发明将Ti3AlC2粉体和氢氟酸混合，进行表面刻蚀，得到刻蚀产物。
在本发明中，所述氢氟酸优选为氟化锂(LiF)的盐酸溶液。在本发明中，所述盐酸溶液的摩尔浓度优选为9mol/L。在本发明中，所述氟化锂的盐酸溶液中氟化锂的质量浓度优选为0.02～0.05g/mL，更优选为0.03～0.04g/mL。
在本发明中，所述Ti3AlC2粉体和氢氟酸混合后形成的混合液中，所述Ti3AlC2粉体的浓度优选为0.03～0.08g/mL，更优选为0.03～0.05g/mL。
在本发明中，所述表面刻蚀的温度优选为30～50℃，更优选为35～45℃。
在本发明中，所述表面刻蚀的的保温时间优选为30～50h，更优选为24～36h。
在本发明中，所述表面刻蚀优选在搅拌的条件下进行，本发明对所述搅拌的具体实施过程没有特殊要求。
在本发明中，所述表面刻蚀后得到刻蚀反应液，本发明优选对所述刻蚀反应液进行后处理，得到所述刻蚀产物。在本发明中，所述后处理优选包括：依次进行固液分离、水洗和干燥。在本发明中，所述固液分离优选为过滤，本发明对所述过滤、水洗和干燥的具体实施过程没有特殊要求。
得到刻蚀产物后，本发明在保护气体氛围中，将所述刻蚀产物在冰水中依次进行剥离和离心分离，取上清液得到MXene纳米片的分散液。
本发明优选通过离心分离去除沉淀，上清液中含有少层的MXene纳米片。
在本发明中，所述保护气体氛围优选为氩气气氛。
在本发明中，所述剥离优选在超声辅助的条件下进行。在本发明中，超声剥离的超声功率优选为90～100W，更优选为92～97W。在本发明中，所述超声剥离的时间优选为1h。
在本发明中，所述离心分离的转速优选为3000～4000r/min，更优选为3500r/min。
在本发明中，所述离心的时间优选为1h。
得到MXene纳米片的分散液后，本发明将所述MXene纳米片的分散液冷冻干燥，得到所述MXene纳米片。
本发明对所述冷冻干燥的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
在本发明中，生成的MXene纳米片表面含有大量的羟基和羧基功能基团而带负电荷。
在本发明中，所述MXene纳米片和所述改性SiC纳米线的质量比为(0.5～1):(0.5～1)，更优选为(0.55～0.8):(0.55～0.8)。
在本发明中，所述MXene纳米片和所述改性SiC纳米线和水混合形成的混合溶液中，MXene纳米片的浓度优选为0.001～0.004g/mL。
在本发明中，所述第二混合优选为：将所述MXene纳米片和水混合得到MXene纳米片分散液后，将所得到MXene纳米片分散液和改性SiC纳米线混合。在本发明中，所述MXene纳米片和水混合时优选在超声辅助的条件下进行。本发明对所述超声分散的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述静电自组装反应的温度优选为室温。
在本发明中，所述静电自组装反应的保温时间优选为8～20h，更优选为12～16h。
在本发明中，所述静电自组装反应优选在搅拌的条件下进行，本发明对所述搅拌的速率没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
在本发明中，在所述静电自组装反应过程中，改性SiC纳米线表面带正电荷与表面带负电荷的MXene纳米片通过静电自组装在一起。
在本发明中，所述静电自组装反应后得到组装反应液，本发明优选对所述组装反应液进行后处理，得到所述MXene@SiC杂化体。在本发明中，所述后处理优选包括：依次进行：固液分离、水洗和冷冻干燥。在本发明中，所述固液分离优选为过滤，本发明对所述过滤、洗涤、冷冻干燥的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
本发明提供了上述技术方案所述的MXene@SiC免溶剂纳米流体的制备方法，包括以下步骤：
将MXene@SiC杂化体、环氧基硅烷偶联剂和有机溶剂混合发生共价接枝反应，在所述MXene@SiC杂化体表面共价接枝上内冠层，得到接枝内冠层的杂化体的分散液；
将所述接枝内冠层的杂化体的分散液和聚醚胺混合发生加成反应，在所述内冠层表面共价接枝上外冠层，得到所述MXene@SiC免溶剂纳米流体。
本发明将MXene@SiC杂化体、环氧基硅烷偶联剂和有机溶剂混合发生共价接枝反应，在所述MXene@SiC杂化体表面共价接枝上内冠层，得到接枝内冠层的杂化体的分散液。
在本发明中，所述环氧基硅烷偶联剂具体优选包括γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种。
在本发明中，所述有机溶剂具体优选为甲醇。
在本发明中，所述MXene@SiC杂化体和环氧基硅烷偶联剂的质量比优选为1:(1～2)，更优选为1:(1.1～1.9)。
在本发明中，所述MXene@SiC杂化体、环氧基硅烷偶联剂和有机溶剂混合形成的混合溶液中，所述MXene@SiC杂化体的浓度优选为0.01～0.02g/mL，更优选为0.012～0.017g/mL。
在本发明中，所述第三混合优选包括：将所述MXene@SiC杂化体分散于有机溶剂中，形成MXene@SiC杂化体分散液；向所述MXene@SiC杂化体分散液中滴加所述环氧基硅烷偶联剂。在本发明中，所述MXene@SiC杂化体分散于有机溶剂时优选在超声辅助的条件下进行。在本发明中，所述环氧基硅烷偶联剂的滴加速度优选为0.1mL/min。
在本发明中，所述共价接枝反应优选为回流搅拌的条件下进行。本发明对所述回流搅拌的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述共价接枝反应的温度优选为50～80℃，更优选为50～60℃。
在本发明中，所述共价接枝反应的保温时间为6～12h，更优选为8～10h。
在本发明中，所述环氧基硅烷偶联剂在所述MXene@SiC杂化体表面共价接枝完成后，不需要进行任何处理，直接在反应得到的溶液中与聚醚胺进行后续反应，得到MXene@SiC免溶剂纳米流体。
得到接枝内冠层的杂化体的分散液后，本发明将所述接枝内冠层的杂化体的分散液和聚醚胺混合发生加成反应，在所述内冠层表面共价接枝上外冠层，得到所述MXene@SiC免溶剂纳米流体。
在本发明中，所述聚醚胺具体优选为聚醚胺M2070。
在本发明中，所述环氧基硅烷偶联剂和所述聚醚胺的摩尔比优选为1:(1～1.2)。
在本发明中，所述加成反应优选为环氧基开环加成反应。
在本发明中，所述加成反应优选为回流搅拌的条件下进行。本发明对所述回流搅拌的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述加成反应的温度优选为50～80℃，更优选为50～60℃。
在本发明中，所述加成反应的保温时间优选为12～24h，更优选为12～16h。
在本发明中，所述加成反应后得到加成反应液，本发明优选对所述加成反应液进行后处理，得到所述MXene@SiC免溶剂纳米流体。在本发明中，所述后处理优选包括透析纯化、和烘干。在本发明中，所述透析纯化优选在水中进行，所述水优选为去离子水。本发明通过所述透析纯化除去加成反应液中未反应的环氧基硅烷偶联剂和聚醚胺。在本发明，所述透析完以后，本发明将透析后的溶液直接转移至烘箱，干燥至质量不在变化为止。
在本发明中，所述环氧基硅烷偶联剂的烷氧基首先和所述MXene@SiC杂化体表面的羟基发生共价接枝反应，随后硅烷偶联剂的环氧基团开环与所述聚醚胺发生开环加成反应，形成所述MXene@SiC免溶剂纳米流体。
本发明提供了上述技术方案所述的MXene@SiC免溶剂纳米流体或上述技术方案所述的制备方法制备得到的MXene@SiC免溶剂纳米流体作为纳米增强填料在织物复合润滑材料中的应用。在本发明中，所述复合润滑材料优选为Basalt/PTFE混纺织物复合材料。
本发明对所述应用的方法没有特殊的限定，采用本领域熟知的方法进行即可。
本发明提供了一种复合润滑材料的制备方法，包括以下步骤：
将玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物浸渍于单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液中进行表面改性，得到表面改性的玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物；
将纳米流体增强填料与树脂溶液混合，得到纳米流体增强填料-树脂分散溶液；所述纳米流体增强填料为上述技术方案所述的MXene@SiC免溶剂纳米流体或上述技术方案所述的制备方法制备得到的MXene@SiC免溶剂纳米流体；
将所述表面改性的玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物浸渍于所述纳米流体增强填料-树脂分散溶液后干燥，重复上述浸渍-烘干过程，得到所述复合润滑材料。
本发明将玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物浸渍于单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液中进行表面改性，得到表面改性的玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物。
在本发明的实施例中，所述Basalt/PTFE混纺织物优选以聚四氟乙烯纤维作为经纱、玄武岩纤维作为纬纱，按照经向密度为350～400根/10cm，纬向密度为300～350根/10cm，采用平纹编织织造得到。
在本发明中，所述单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液具体优选为单宁酸和聚乙烯亚胺的Tris-HCl缓冲水溶液。
在本发明中，所述Tris-HCl缓冲水溶液的pH 8.5，Tris浓度优选为10mM。
在本发明中，所述单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液中，所述单宁酸的浓度优选为1～3mg/mL。
在本发明中，所述单宁酸和聚乙烯亚胺的质量比优选为1:1。
在本发明中，所述Basalt/PTFE混纺织物与单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液的比例优选为(4cm×8cm)：(100～150)mL。
在本发明中，所述表面改性的温度优选为室温。
在本发明中，所述表面改性的保温时间优选为12～24h。
在本发明中，所述表面改性优选在搅拌的条件下进行。
在本发明中，所述表面改性后，本发明优选将浸渍的Basalt/PTFE混纺织物水洗后干燥，得到表面改性的Basalt/PTFE混纺织物。在本发明中，所述水洗优选为采用去离子水反复冲洗，用以去除混纺织物表面未反应的物质。在本发明中，所述干燥优选为真空烘干。
在本发明中，Basalt/PTFE混纺织物纤维表面光滑且缺乏有效的反应基团，限制了织物衬垫在摩擦过程中应力的有效转移，本发明通过采用单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液对Basalt/PTFE混纺织物纤维表面进行改性，实现织物复合材料界面粘附性能的有效提升。
本发明将纳米流体增强填料与树脂溶液混合，得到纳米流体增强填料-树脂分散溶液；所述纳米流体增强填料为上述技术方案所述的MXene@SiC免溶剂纳米流体或上述技术方案所述的制备方法制备得到的MXene@SiC免溶剂纳米流体。
在本发明中，所述树脂溶液优选为酚醛树脂溶液。
在本发明中，所述酚醛树脂溶液的分散溶剂优选为乙醇、丙酮和乙酸乙酯；在本发明中，所述乙醇、丙酮和乙酸乙酯的体积比优选为1:1:1；所述酚醛树脂溶液中酚醛树脂与分散溶剂的用量比优选为1g:(5～10)mL，更优选为1g:7mL。本发明对所述酚醛树脂溶液的配制过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程配制即可。
在本发明中，所述纳米流体增强填料具体为上述技术方案所述的MXene@SiC免溶剂纳米流体。
在本发明中，所述纳米流体增强填料与树脂溶液中酚醛树脂的质量比优选为(0.01～0.06):1，更优选为(0.03～0.05):1。
本发明对所述纳米流体增强填料与树脂溶液混合的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程混合即可。
得到表面改性的Basalt/PTFE混纺织物和纳米流体增强填料-树脂分散溶液后，本发明将所述表面改性的混纺织物浸渍于所述纳米流体增强填料-树脂分散溶液后干燥，重复上述浸渍-烘干过程，得到所述复合润滑材料。
本发明优选重复进行“浸渍-干燥”过程，直至所述复合润滑材料中Basalt/PTFE混纺织物的质量百分含量优选为70～80wt％，更优选为70～73wt％。
本发明对每次浸渍和干燥的具体条件没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程能达到增重要求即可。在本发明的实施例中，所述干燥在烘箱中进行，所述干燥的温度优选为50℃。
在本发明中，上述技术方案所述的制备方法干燥后得到复合润滑材料为复合润滑材料的预浸料，本发明优选将所述复合材料的预浸料采用树脂作为粘接剂粘贴在金属基材表面，进行固化后使用。
在本发明中，所述固化的压力优选为0.2～0.4MPa，更优选为0.3MPa。
在本发明中，所述固化的温度优选为180℃，所述固化的保温保压时间优选为140min。
在本发明中，所述固化的作用为一方面是将复合材料预浸料与金属基材结合，另一方面是复合材料预浸料在高温条件下的进一步固化交联。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的一种复合润滑材料，包括玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物，以及负载于所述玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物表面和内部中的纳米流体增强填料和树脂。
在本发明中，所述玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物占所述复合润滑材料的质量百分含量优选为70～80wt％，更优选为70～73wt％。
本发明提供的MXene@SiC免溶剂纳米流体添加至Basalt/PTFE混纺织物复合材料中，通过发挥MXene纳米片优异的减磨润滑性能和SiC纳米线突出的承载能力，协同提升织物复合材料的摩擦学性能。外层的有机长链分子使得MXene@SiC杂化体以流体形式存在，极大地促进了杂化体在织物复合材料中的分散性能，进而充分发挥MXene和SiC二者之间的协同增强效应。与此同时，本发明采用单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液对Basalt/PTFE混纺织物表面进行改性，赋予混纺织物表面丰富的活性反应基团，改善混纺织物与树脂基体之间的界面结合性能，实现Basalt/PTFE混纺织物复合材料摩擦学性能的进一步提升。
在本发明的实施例中，为了便于测试，将重复进行所述浸渍-干燥的过程所得复合材料粘贴在金属基材表面，进行固化。本发明对所述金属基材没有特殊的限定，本领域熟知的相应基材均可；更优选为9Cr18Mo、9Cr18MoV、9Cr18、4Cr13或17-4PH。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中，Basalt/PTFE混纺织物是以聚四氟乙烯纤维作为经纱、玄武岩纤维作为纬纱，按照经向密度为400根/10cm，纬向密度为300根/10cm，采用平纹编织织造得到玄武岩纤维-聚四氟乙烯纤维混纺织物。
实施例1
将3g Ti3AlC2粉末加入100mL氟化锂(LiF，3g)的盐酸(9mol/L)溶液中，在35℃条件下搅拌反应36h，经过滤、洗涤和干燥，得到刻蚀后的产物，将所得刻蚀的产物在通入氩气气氛的冰水中超声反应1h，经3500r/min的离心1h去除沉淀部分，上层即为MXene纳米片分散液，冷冻干燥后得到MXene纳米片。
将0.5g SiC纳米线加入50mL十八烷基三甲基氯化铵(1wt％)的水溶液中，超声分散0.5h，使溶液混合均匀。随后，该混合溶液在室温条件下搅拌反应12h，将所得沉淀产物依次进行离心、洗涤、冷冻干燥得到阳离子表面活性剂改性SiC纳米线。
将所述0.2g MXene纳米片和0.2g改性SiC纳米线分散在100mL水溶液中，超声分散均匀，随后在室温条件下搅拌反应12h，完成静电自组装反应后，对所得产物进行过滤、洗涤、冷冻干燥，得到MXene@SiC杂化体。
将1g MXene@SiC杂化体加入100mL的甲醇溶液中，超声分散均匀，随后向混合溶液中滴加1gγ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，并在50℃条件下回流搅拌反应10h，完成硅烷偶联剂在杂化体表面的共价接枝；待上述反应完成后，在混合溶液中继续添加10g聚醚胺M2070，并在50℃条件下继续回流搅拌反应12h，完成聚醚胺的接枝，最后将所得反应产物溶液在去离子水中透析，将所得产物进行烘干，得到MXene@SiC免溶剂纳米流体。
实施例2
将5g Ti3AlC2粉末加入100mL氟化锂(LiF，4g)的盐酸(9mol/L)溶液中，在35℃条件下搅拌反应36h，经过滤、洗涤和干燥，得到刻蚀后的产物，将所得刻蚀的产物在通入氩气气氛的冰水中超声反应1h，经3500r/min的离心1h去除沉淀部分，上层即为MXene纳米片分散液，冷冻干燥后得到MXene纳米片。
将0.5g SiC纳米线加入50mL聚二烯丙基二甲基氯化铵(1wt％)的水溶液中，超声分散0.5h，使溶液混合均匀。随后，该混合溶液在室温条件下搅拌反应12h，将所得沉淀产物依次进行离心、洗涤、冷冻干燥得到阳离子表面活性剂改性SiC纳米线。
将所述0.2g MXene纳米片和0.2g改性SiC纳米线分散在100mL水溶液中，超声分散均匀，随后在室温条件下搅拌反应12h，完成静电自组装反应后，对所得产物进行过滤、洗涤、冷冻干燥，得到MXene@SiC杂化体。
将1g MXene@SiC杂化体加入100mL的甲醇溶液中，超声分散均匀，随后向混合溶液中滴加1gγ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，并在50℃条件下回流搅拌反应10h，完成硅烷偶联剂在杂化体表面的共价接枝；待上述反应完成后，在混合溶液中继续添加10g聚醚胺M2070，并在50℃条件下继续回流搅拌反应12h，完成聚醚胺的接枝，最后将所得反应产物溶液在去离子水中透析，将所得产物进行烘干，得到MXene@SiC免溶剂纳米流体。
实施例3
将5g Ti3AlC2粉末加入100mL氟化锂(LiF，4g)的盐酸(9mol/L)溶液中，在35℃条件下搅拌反应36h，经过滤、洗涤和干燥，得到刻蚀后的产物，将所得刻蚀的产物在通入氩气气氛的冰水中超声反应1h，经3500r/min的离心1h去除沉淀部分，上层即为MXene纳米片分散液，冷冻干燥后得到MXene纳米片。
将0.5g SiC纳米线加入50mL聚二烯丙基二甲基氯化铵(1wt％)的水溶液中，超声分散0.5h，使溶液混合均匀。随后，该混合溶液在室温条件下搅拌反应12h，将所得沉淀产物依次进行离心、洗涤、冷冻干燥得到阳离子表面活性剂改性SiC纳米线。
将所述0.2g MXene纳米片和0.2g改性SiC纳米线分散在100mL水溶液中，超声分散均匀，随后在室温条件下搅拌反应12h，完成静电自组装反应后，对所得产物进行过滤、洗涤、冷冻干燥，得到MXene@SiC杂化体。
将1g MXene@SiC杂化体加入100mL的甲醇溶液中，超声分散均匀，随后向混合溶液中滴加1.5gγ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷，并在50℃条件下回流搅拌反应10h，完成硅烷偶联剂在杂化体表面的共价接枝；待上述反应完成后，在混合溶液中继续添加15g聚醚胺M2070，并在50℃条件下继续回流搅拌反应12h，完成聚醚胺的接枝，最后将所得反应产物溶液在去离子水中透析，将所得产物进行烘干，得到MXene@SiC免溶剂纳米流体。
实施例4
将5g Ti3AlC2粉末加入100mL氟化锂(LiF，4g)的盐酸(9mol/L)溶液中，在45℃条件下搅拌反应24h，经过滤、洗涤和干燥，得到刻蚀后的产物，将所得刻蚀的产物在通入氩气气氛的冰水中超声反应1h，经3500r/min的离心1h去除沉淀部分，上层即为MXene纳米片分散液，冷冻干燥后得到MXene纳米片。
将0.4g SiC纳米线加入50mL聚二烯丙基二甲基氯化铵(1wt％)的水溶液中，超声分散0.5h，使溶液混合均匀。随后，该混合溶液在室温条件下搅拌反应12h，将所得沉淀产物依次进行离心、洗涤、冷冻干燥得到阳离子表面活性剂改性SiC纳米线。
将所述0.3g MXene纳米片和0.2g改性SiC纳米线分散在100mL水溶液中，超声分散均匀，随后在室温条件下搅拌反应12h，完成静电自组装反应后，对所得产物进行过滤、洗涤、冷冻干燥，得到MXene@SiC杂化体。
将1g MXene@SiC杂化体加入100mL的甲醇溶液中，超声分散均匀，随后向混合溶液中滴加1gγ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，并在50℃条件下回流搅拌反应10h，完成硅烷偶联剂在杂化体表面的共价接枝；待上述反应完成后，在混合溶液中继续添加10g聚醚胺M2070，并在50℃条件下继续回流搅拌反应12h，完成聚醚胺的接枝，最后将所得反应产物溶液在去离子水中透析，将所得产物进行烘干，得到MXene@SiC免溶剂纳米流体。
以下应用例中，酚醛树脂溶液的分散溶剂为乙醇、丙酮和乙酸乙酯混合物，其中，乙醇、丙酮和乙酸乙酯的体积比为1:1:1；酚醛树脂溶液中酚醛树脂与分散溶剂的用量比为1g:7mL。
应用例1
将0.2g单宁酸和0.2g聚乙烯亚胺溶解在100mL的Tris-HCl缓冲水溶液中(pH 8.5，10mM)，随后将(4cm×8cm)Basalt/PTFE混纺织物浸入上述水溶液，在室温条件下缓慢搅拌反应12h。反应结束后，将混纺织物取出并用去离子水反复冲洗，用以去除织物表面未反应的物质，随后真空烘干，获得表面改性的Basalt/PTFE混纺织物。
将实施例1制备的0.3g MXene@SiC免溶剂纳米流体添加到酚醛树脂溶液中(酚醛树脂10g，分散溶剂70mL)，然后将改性的Basalt/PTFE混纺织物在所得酚醛树脂混合溶液中浸渍，在50℃烘箱中干燥，重复上述浸渍-干燥步骤，至Basalt/PTFE混纺织物在Basalt/PTFE混纺织物复合材料中的质量分数降至73wt％，得到MXene@SiC免溶剂纳米流体增强Basalt/PTFE混纺织物复合材料；利用酚醛树脂将所得复合材料粘贴在9Cr18Mo金属基材表面，在0.3MPa、180℃条件下，固化反应140min，得到MXene@SiC免溶剂纳米流体增强Basalt/PTFE混纺织物复合材料内衬。
应用例2
将0.2g单宁酸和0.2g聚乙烯亚胺溶解在100mL的Tris-HCl缓冲水溶液中(pH 8.5，10mM)，随后将(4cm×8cm)Basalt/PTFE混纺织物浸入上述水溶液，在室温条件下缓慢搅拌反应12h。反应结束后，将混纺织物取出并用去离子水反复冲洗，用以去除织物表面未反应的物质，随后真空烘干，获得表面改性的Basalt/PTFE混纺织物。
将实施例2制备的0.3g MXene@SiC免溶剂纳米流体添加到酚醛树脂溶液中(酚醛树脂10g，分散溶剂70mL)，然后将改性的Basalt/PTFE混纺织物在所得酚醛树脂混合溶液中浸渍，在50℃烘箱中干燥，重复上述浸渍-干燥步骤，至Basalt/PTFE混纺织物在Basalt/PTFE混纺织物复合材料中的质量分数降至73wt％，得到MXene@SiC免溶剂纳米流体增强Basalt/PTFE混纺织物复合材料；利用酚醛树脂将所得复合材料粘贴在9Cr18Mo金属基材表面，在0.3MPa、180℃条件下，固化反应140min，得到MXene@SiC免溶剂纳米流体增强Basalt/PTFE混纺织物复合材料内衬。
应用例3
将0.2g单宁酸和0.2g聚乙烯亚胺溶解在100mL的Tris-HCl缓冲水溶液中(pH 8.5，10mM)，随后将(4cm×8cm)Basalt/PTFE混纺织物浸入上述水溶液，在室温条件下缓慢搅拌反应12h。反应结束后，将混纺织物取出并用去离子水反复冲洗，用以去除织物表面未反应的物质，随后真空烘干，获得表面改性的Basalt/PTFE混纺织物。
将实施例3制备的0.3g MXene@SiC免溶剂纳米流体添加到酚醛树脂溶液中(酚醛树脂10g，分散溶剂70mL)，然后将改性的Basalt/PTFE混纺织物在所得酚醛树脂混合溶液中浸渍，在50℃烘箱中干燥，重复上述浸渍-干燥步骤，至Basalt/PTFE混纺织物在Basalt/PTFE混纺织物复合材料中的质量分数降至73％，得到MXene@SiC免溶剂纳米流体增强Basalt/PTFE混纺织物复合材料；利用酚醛树脂将所得复合材料粘贴在9Cr18Mo金属基材表面，在0.3MPa、180℃条件下，固化反应140min，得到MXene@SiC免溶剂纳米流体增强Basalt/PTFE混纺织物复合材料内衬。
应用例4
将0.2g单宁酸和0.2g聚乙烯亚胺溶解在100mL的Tris-HCl缓冲水溶液中(pH 8.5，10mM)，随后将(4cm×8cm)Basalt/PTFE混纺织物浸入上述水溶液，在室温条件下缓慢搅拌反应12h。反应结束后，将混纺织物取出并用去离子水反复冲洗，用以去除织物表面未反应的物质，随后真空烘干，获得表面改性的Basalt/PTFE混纺织物。
将实施例4制备的0.3g MXene@SiC免溶剂纳米流体添加到酚醛树脂溶液中(酚醛树脂10g，分散溶剂70mL)，然后将改性的Basalt/PTFE混纺织物在所得酚醛树脂混合溶液中浸渍，在50℃烘箱中干燥，重复上述浸渍-干燥步骤，至Basalt/PTFE混纺织物在Basalt/PTFE混纺织物复合材料中的质量分数降至73％，得到MXene@SiC免溶剂纳米流体增强Basalt/PTFE混纺织物复合材料；利用酚醛树脂将所得复合材料粘贴在9Cr18Mo金属基材表面，在0.3MPa、180℃条件下，固化反应140min，得到MXene@SiC免溶剂纳米流体增强Basalt/PTFE混纺织物复合材料内衬。
对比应用例1
与应用例1的区别仅在于：省略MXene@SiC免溶剂纳米流体，制备得到未负载MXene@SiC免溶剂纳米流体的Basalt/PTFE混纺织物复合材料内衬。
对比应用例2
与应用例1的区别仅在于：采用实施例1制备的MXene纳米片代替MXene@SiC免溶剂纳米流体，制备得到负载MXene纳米片的Basalt/PTFE混纺织物复合材料内衬。
对比应用例3
与应用例1的区别仅在于：采用实施例1制备的MXene@SiC杂化体代替MXene@SiC免溶剂纳米流体，制备得到负载MXene@SiC杂化体的Basalt/PTFE混纺织物复合材料内衬。
性能测试
1)对应用例1～4制备的MXene@SiC免溶剂纳米流体增强Basalt/PTFE混纺织物复合材料内衬和对比应用例1～3的Basalt/PTFE混纺织物复合材料内衬分别进行摩擦磨损性能测试，测试方法：试验条件为：压力75MPa、滑动摩擦线速度0.312m/s，时间为120min，温度为室温，采用玄武三号摩擦磨损试验机，以直径2mm的45号钢作为摩擦对偶，摩擦系数通过连接的计算机处理收集到的数据后，自动输出。利用数显高度仪测量自润滑织物衬垫材料的磨损深度，进而计算织物衬垫的磨损体积。采用K＝ΔV/P·L公式计算织物衬垫材料的比磨损率，摩擦系数由仪器自动导出，其中，K-比磨损率；ΔV-磨损体积；P-应用载荷；L-滑动距离，所得测试结果见表1。
表1应用例1～4和对比应用例1～3制备的Basalt/PTFE混纺织物复合材料的摩擦数据
Figure BDA0003769015820000191
Figure BDA0003769015820000201
由表1可知，应用例1制备的MXene@SiC免溶剂纳米流体增强的自润滑织物衬垫材料的平均磨损率和摩擦系数分别为1.96×10-14m3(Nm)-1和0.0446，相对于对比应用例1降低了28.7％和28.4％，实现了Basalt/PTFE织物衬垫耐磨和润滑性能的有效提升。此外，应用例1的摩擦系数、磨损率相较于对比应用例2和对比应用例3均表现出有效地降低，进一步证实了MXene与SiC间的协同增强作用以及纳米流体突出的分散性能。
图2为应用例1和对比应用例1、2、3制备的Basalt/PTFE织物复合材料的磨损率和摩擦系数图，其中，图2中的(a)为磨损率对比图，图2中的(b)为摩擦系数对比图；由图2可以看出，经MXene@SiC免溶剂纳米流体增强后，织物复合材料的平均磨损率和摩擦系数均出现明显降低。
2)对实施例2制备MXene纳米片、改性SiC纳米线、MXene@SiC杂化体和原材料Ti3AlC2粉末进行形貌表征，结果见图3、图4，其中，图3中的(a)为Ti3AlC2粉末的扫描电镜照片，呈现出典型的手风琴式多层结构；图3中的(b)为Ti3AlC2粉末经刻蚀、剥离后获取的MXene纳米片图片；图3中的(c)为纳米棒状的改性SiC图片；图3中的(d)为MXene@SiC杂化体的扫描电镜照片，可以看出SiC纳米线负载在MXene纳米片的表面。
在图4中，图4中的(a)为MXene纳米片的透射电镜照片，可以清晰地看出MXene呈现出明显的片状结构；图4中的(b)为改性SiC纳米线的透射电镜照片；图4中的(c)为MXene@SiC杂化体的透射电镜照片，进一步证实SiC纳米线均匀地负载在MXene纳米片的表面。
3)对实施例2制备的MXene纳米片(Ti3C2TX)、改性SiC纳米线、MXene@SiC杂化体进行进一步的表征，结果见图5，其中，图5中的(a)为XRD谱图；由图5中的(a)可知，SiC纳米线(111),(220),(311)晶面和MXene纳米片(002)晶面的衍射峰同时出现在MXene@SiC杂化体的衍射峰中；图5中的(b)为红外吸收光谱；由图5中的(b)可知，MXene@SiC杂化体的红外吸收峰中同时出现Ti-O、Si-C的伸缩振动吸收峰；图5中的(c)为拉曼光谱图，由图5中的(c)可知，Ti3C2Tx在402cm-1(B1g)和625cm-1(Eg(3))位置处的吸收峰以及SiC在789cm-1和956cm-1位置处的吸收峰同时出现在MXene@SiC杂化体的拉曼光谱吸收峰中；图5中的(d)为电负性图，显示MXene纳米片带负电荷，改性后的SiC纳米线带正电荷，二者可以通过较强的静电吸附结合在一起。
4)对实施例3制备MXene@SiC免溶剂纳米流体的形貌、表面活性基团、黏度、溶剂中的分散性进行表征，结果如图6所示；其中，MXene@SiC免溶剂纳米流体的形貌(图6中的(a))与MXene@SiC杂化体并无太大区别，而EDX光谱证明MXene@SiC免溶剂纳米流体中的Si和C元素相对于MXene@SiC杂化体出现显著增强(图6中的(b))；同时γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷(GPTES)和M2070的吸收峰同时出现在MXene@SiC免溶剂纳米流体的吸收峰中(图6中的(c))；图6中的(d)显示MXene@SiC免溶剂纳米流体呈现类流体形态；图6中的(e)证明MXene@SiC杂化体经类流体化后在树脂溶液中的分散性明显改善(NFs为纳米流体分散液，NPs为杂化体分散液)。
5)对应用例2制备改性Basalt/PTFE混纺织物表面形貌和表面活性基团的变化进行表征，结果如图7所示；其中，改性前的PTFE(图7中的(a))和Basalt(图7中的(c))纤维表面光滑，只有少量轻微的纹路；而经单宁酸-聚乙烯亚胺共沉积改性后，纤维表面变得粗糙，表面涂敷上一层单宁酸-聚乙烯亚胺共聚物(图7中的(b)和图7中的(d))。利用红外光谱对改性前后的Basalt/PTFE混纺织物进行表征，结果表明Basalt/PTFE混纺织物经改性后，织物表面出现明显的羟基和氨基吸收峰，证明了织物表面活性反应基团的增加(图7中的(e))。
6)对对比应用例1和应用例4制备的织物复合材料的磨损面进行表面形貌表征(75MPa，0.312m/s，120min)，结果见图8；其中，图8中的(a)和图8中的(a1)为对比应用例1制备的织物复合材料磨损面，图8中的(b)和图8中的(b1)为应用例4制备的MXene@SiC免溶剂纳米流体增强织物复合材料的磨损面，由图8可以看出，添加MXene@SiC免溶剂纳米流体后的织物复合材料磨损表面更加光滑，纤维织物被树脂基体很好的保护，只有少量的树脂发生脱落，说明具有优异的耐磨承载性能。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (8)

1.一种MXene@SiC免溶剂纳米流体，其特征在于，包括MXene@SiC杂化体，共价接枝于所述MXene@SiC杂化体表面的内冠层，以及共价接枝于所述内冠层表面的外冠层；所述MXene@SiC杂化体包括MXene纳米片和负载在所述MXene纳米片上的SiC纳米线；所述内冠层为环氧基硅烷偶联剂；所述外冠层为聚醚胺；所述SiC纳米线的直径为200~500nm；所述SiC纳米线的长度为5~20μm；
所述MXene@SiC杂化体的制备方法包括以下步骤：
将SiC纳米线、阳离子表面活性剂和水混合，对所述SiC纳米线进行阳离子表面活性剂改性，得到改性SiC纳米线；所述阳离子表面活性剂包括聚二烯丙基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种；
将MXene纳米片、所述改性SiC纳米线和水混合，在所述MXene纳米片表面进行静电自组装反应，得到所述MXene@SiC杂化体。
2.根据权利要求1所述的MXene@SiC免溶剂纳米流体，其特征在于，所述MXene纳米片和所述改性SiC纳米线的质量比为(0.5~1):(0.5~1)。
3.权利要求1或2所述的MXene@SiC免溶剂纳米流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将MXene@SiC杂化体、环氧基硅烷偶联剂和有机溶剂混合发生共价接枝反应，在所述MXene@SiC杂化体表面共价接枝上内冠层，得到接枝内冠层的杂化体的分散液；
将所述接枝内冠层的杂化体的分散液和聚醚胺混合发生加成反应，在所述内冠层表面共价接枝上外冠层，得到所述MXene@SiC免溶剂纳米流体。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述MXene@SiC杂化体与所述环氧基硅烷偶联剂的质量比为1:(1~2)；所述环氧基硅烷偶联剂和所述聚醚胺的摩尔比为1:(1~1.2)。
5.权利要求1或2所述的MXene@SiC免溶剂纳米流体或权利要求3或4所述的制备方法制备得到的MXene@SiC免溶剂纳米流体作为纳米增强填料在织物复合润滑材料中的应用。
6.一种复合润滑材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物浸渍于单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液中进行表面改性，得到表面改性的玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物；
将纳米流体增强填料与树脂溶液混合，得到纳米流体增强填料-树脂分散溶液；所述纳米流体增强填料为权利要求1或2所述的MXene@SiC免溶剂纳米流体或权利要求3或4所述的制备方法制备得到的MXene@SiC免溶剂纳米流体；
将所述表面改性的玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物浸渍于所述纳米流体增强填料-树脂分散溶液后干燥，重复浸渍-干燥过程，得到所述复合润滑材料。
7.权利要求6所述的制备方法制备得到的复合润滑材料，其特征在于，包括玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物，以及负载于所述玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物表面和内部中的纳米流体增强填料和树脂。
8.根据权利要求7所述的复合润滑材料，其特征在于，所述玄武岩纤维/聚四氟乙烯混纺织物占所述复合润滑材料的质量百分含量为70~80wt%。
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