專利名稱：金屬納米粒子-多取代環(huán)戊烷復(fù)合潤滑膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬納米粒子-聚合物復(fù)合潤滑膜的制備方法，特別敘述了一種 金屬納米粒子-多取代環(huán)戊烷復(fù)合潤滑膜的制備方法。
背景技術(shù)：
為了適應(yīng)航空航天、微電子(包括磁記錄材料)、生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)Σ牧媳砻娴奶?殊要求，摩擦學(xué)涂層正向著超薄、復(fù)合結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。近幾年，自組裝作為制備復(fù)合膜的新 技術(shù)成為研究的熱點之一。自組裝技術(shù)具有儀器設(shè)備和制備過程簡單，熱穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定 性好等特點。多取代環(huán)戊烷蒸氣壓低、化學(xué)穩(wěn)定性好、摩擦學(xué)性能優(yōu)良，是極有前途的新型 磁盤、磁帶等磁記錄介質(zhì)用潤滑劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種金屬納米粒子-多取代環(huán)戊烷復(fù)合潤滑膜的制備方法， 有望解決微型機(jī)械中材料的防護(hù)和潤滑問題。本發(fā)明以金屬納米粒子、多取代環(huán)戊烷和十八烷基三氯硅烷為原料，采用自組裝 制備十八烷基三氯硅烷薄膜，并在其上旋涂穩(wěn)定、均勻且有序的摻雜金屬納米粒子的多取 代環(huán)戊烷復(fù)合膜。一種金屬納米粒子-多取代環(huán)戊烷復(fù)合潤滑膜的制備方法，其特征在于制備方法 包括A將清洗潔凈單晶硅底材浸泡在十八烷基三氯硅烷的甲苯溶液中，取出后分別用 甲苯和無水乙醇超聲沖洗，得到十八烷基三氯硅烷單層自組裝膜；B將含有金屬納米粒子以及多取代環(huán)戊烷的正己烷溶液，旋涂在十八烷基三氯硅 烷單層自組裝膜上，得到金屬納米粒子-多取代環(huán)戊烷復(fù)合潤滑膜。本發(fā)明所涉及的十八烷基三氯硅烷的甲苯溶液的濃度為3X10_3mol 6Xl(T3mol · Γ1。本發(fā)明所涉及的金屬納米粒子為銅或銀，金屬納米粒子的平均直徑為5-20nm，金 屬納米粒子的濃度為lXl(T5mol · Γ1 IX l(r4mo 1 · Γ1。本發(fā)明所涉及的多取代環(huán)戊烷的取代基的碳原子個數(shù)為8-30，取代基個數(shù)為 1-6，多取代環(huán)戊烷的濃度為1 Χ1(Λιο1 · Γ1 lXl(T2mol · Γ1。本發(fā)明的金屬納米粒子-多取代環(huán)戊烷復(fù)合潤滑膜具有良好的摩擦學(xué)性能，可以 用作減摩、抗磨保護(hù)性涂層。采用的試驗方法如下摩擦磨損試驗采用美國CETR公司制造的UMT-2MT型摩擦磨損試驗機(jī)評價金屬納 米粒子-多取代環(huán)戊烷復(fù)合潤滑膜的摩擦學(xué)性能，采用往復(fù)滑動方式，頻率為1Hz，單次滑 動行程為5mm，法向載荷為0. 2N,環(huán)境溫度20°C，濕度25%，偶件為Φ 3mm的陶瓷球，在室溫 及相對濕度RH = 40% 45%條件下進(jìn)行測定。納米銅-二(十二烷基)環(huán)戊烷復(fù)合潤滑膜摩擦磨損試驗結(jié)果表明在0. 2N載荷
3下，復(fù)合薄膜的摩擦系數(shù)為0. 06，滑動次數(shù)達(dá)到40000次，摩擦系數(shù)仍保持在0. 08。納米銅-三(二癸基十四烷基)環(huán)戊烷復(fù)合潤滑膜摩擦磨損試驗結(jié)果表明在 0. 2N載荷下，復(fù)合薄膜的摩擦系數(shù)為0. 05，滑動次數(shù)達(dá)到8000次，摩擦系數(shù)仍保持在0. 05。本發(fā)明的制備方法具有儀器設(shè)備和制備過程簡單，熱穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性好等特 點。本發(fā)明所涉及的金屬納米粒子-多取代環(huán)戊烷復(fù)合潤滑膜具有一定的抗磨和抗粘著作 用，有望用作微型機(jī)械和新型磁盤、磁帶等磁記錄介質(zhì)的防護(hù)和潤滑材料。
具體實施例方式實施例1 (1)將清洗潔凈單晶硅底材浸泡在濃度為5X 10-、Ο1 - Γ1的十八烷基三氯硅烷的 甲苯溶液中，取出后用甲苯超聲清洗2次共lOmin，然后用無水乙醇超聲清洗2次共lOmin， 以去除表面的物理吸附物，即可得到十八烷基三氯硅烷單層自組裝膜；(2)將納米銅(濃度為4X10_5mol 和二(十二烷基)環(huán)戊烷(濃度為 8. 67X IO-3Hiol - Γ1)的正己烷溶液，旋涂在十八烷基三氯硅烷單層自組裝膜上，可得到納米 銅-二(十二烷基)環(huán)戊烷-十八烷基三氯硅烷自組裝復(fù)合潤滑膜實施例2:(1)將使用的納米銅改為納米銀；(2)其他步驟同實施例1。實施例3 (1)將使用的二(十二烷基)環(huán)戊烷改成二(十六烷基)環(huán)戊烷；(2)其他步驟同實施例1。實施例4 (1)將使用的二(十二烷基)環(huán)戊烷改成三(二癸基十四烷基)環(huán)戊烷；其他步驟同實施例1
權(quán)利要求
1.一種金屬納米粒子-多取代環(huán)戊烷復(fù)合潤滑膜的制備方法，其特征在于制備方法包括A將清洗潔凈單晶硅底材浸泡在十八烷基三氯硅烷的甲苯溶液中，取出后分別用甲苯 和無水乙醇超聲沖洗，得到十八烷基三氯硅烷單層自組裝膜；B將含有金屬納米粒子以及多取代環(huán)戊烷的正己烷溶液，旋涂在十八烷基三氯硅烷單 層自組裝膜上，得到金屬納米粒子-多取代環(huán)戊烷復(fù)合潤滑膜。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于十八烷基三氯硅烷的甲苯溶液的濃度為 3X l(T3mol · L-1 6X l(T3mol · Γ1。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于金屬納米粒子為銅或銀，金屬納米粒子的平 均直徑為5-20nm，金屬納米粒子的濃度為lX10_5mol · L-1 lX10_4mol · L-1。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于多取代環(huán)戊烷的取代基的碳原子個數(shù)為 8-30，取代基個數(shù)為1-6，多取代環(huán)戊烷的濃度為IX 10_3mOl · L—1 lX10_2mOl · L—1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬納米粒子-多取代環(huán)戊烷復(fù)合潤滑膜的制備方法。本發(fā)明以金屬納米粒子、多取代環(huán)戊烷和十八烷基三氯硅烷為原料，采用自組裝制備十八烷基三氯硅烷薄膜，并在其上旋涂穩(wěn)定、均勻且有序的摻雜金屬納米粒子的多取代環(huán)戊烷復(fù)合膜。復(fù)合潤滑膜具有一定的抗磨和抗粘著作用，有望用作微型機(jī)械和新型磁盤、磁帶等磁記錄介質(zhì)的防護(hù)和潤滑材料。
文檔編號C10M105/04GK102102045SQ200910117749
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者劉維民, 夏延秋, 孫初鋒, 張明, 高平 申請人:中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所