一种高润滑涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及复合涂层技术领域，公开了一种高润滑涂层及其制备方法，该高润滑涂层是由50

【技术实现步骤摘要】
一种高润滑涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合涂层
，具体涉及一种高润滑涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]在航空航天和交通运输等机械工业领域，由摩擦和磨损产生的机械损耗是最严重的问题之一，摩擦不仅会会增加能耗，长期的摩擦产生的损耗为导致机械零部件失效，极大的影响了零部件的使用寿命，甚至造成严重的安全事故，因此，使用润滑剂解决机械摩擦和磨损问题，具有重大意义。
[0003]近年来，机械工业发展迅猛，带来了更多例如高温等特殊的摩擦学问题，在这种特殊环境下，常规油脂润滑剂会在高温环境下分解，甚至蒸发，失去润滑效果，而高分子自润滑涂层相对来说简单高效，仅需在发生摩擦的部件表面涂膜，形成润滑涂层，即可对部件进行保护，降低摩擦损耗。在众多高分子涂层中，环氧树脂稳定性强，粘结强度高且加工性能好，逐渐成为构建高分子润滑涂层的不二之选，但是环氧树脂本身脆性大，耐热性不强，而且减摩性能也相对一般，因此在实际应用中还需改进。
[0004]申请号为CN201810612294.1的专利技术专利公开了一种纳米杂化材料改性环氧树脂自润滑复合涂层及其制备方法，过水热法制备出碳纳米管/氧化石墨烯/二硫化钼纳米杂化材料，再将其加入环氧树脂、固化剂与有机溶剂中，形成到混合涂料，并将该涂料喷涂于基材上，固化后，形成高减摩耐磨的环氧树脂自润滑复合涂层，但是纳米材料与环氧树脂基体之间存在相容性问题，无法稳定分散在环氧树脂基体中，难以较大程度改善环氧树脂涂层的耐磨减摩效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种高润滑涂层及其制备方法，通过制备改性硅油和复合粒子相，与环氧树脂基体进行混合，形成复合环氧树脂涂料，再将其喷涂于基体表面，形成强度高、硬度高、耐热性能好且减摩抗磨性能优异的高润滑涂层。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种高润滑涂层，由以下重量份的原料组成：50
‑
80份环氧树脂、10
‑
20份改性硅油、20
‑
30份固化剂、10
‑
30份复合粒子相；
[0008]所述改性硅油是通过将环氧硅油与聚苯硫醚进行化学连接制备；
[0009]所述复合粒子相是通过在碳纤维表面引入活性氨基，再利用静电作用与纳米二硫化钨进行复合制备。
[0010]进一步地，所述固化剂为酚醛改性胺固化剂、六氢苯二甲酸酐或者邻苯二甲酸酐中的任意一种。
[0011]进一步地，所述改性硅油的制备方法具体为：将环氧硅油、聚苯硫醚与N,N
‑
二甲基甲酰胺进行混合，搅匀，通氮气保护，将体系温度加热至60
‑
65℃，加入催化剂，搅拌4
‑
8h后，蒸发浓缩，将浓缩液倒入乙醚中沉淀，过滤出固体物料，得改性硅油。
[0012]通过上述技术方案，在催化剂作用下，环氧硅油结构中的环氧基团可以与聚苯硫醚分子链末端的巯基发生开环反应，不仅能在环氧硅油结构中引入聚苯硫醚分子链，还能引入因开环反应形成的活性羟基官能团，制得结构中含有聚苯硫醚分子链和活性羟基官能团的改性硅油。
[0013]进一步地，所述环氧硅油的粘度为1000
‑
5000mps。
[0014]进一步地，所述催化剂为三乙胺或者1,8
‑
双二甲氨基萘中的任意一种。
[0015]进一步地，所述复合粒子相的制备方法包括以下步骤：
[0016]S1：将碳纤维、对苯二胺和亚硝酸钠以及浓硝酸进行混合，控制温度为0
‑
10℃，反应4
‑
8h，离心分离固体物料，洗涤至中性，真空干燥，得氨基化碳纤维；
[0017]S2：将氨基化碳纤维和纳米二硫化钨倒入纯水中，在室温条件下机械搅拌混合1
‑
3h后，静置30
‑
60mi n，离心分离固体物料，真空干燥，得复合粒子相。
[0018]通过上述技术方案，利用重氮化反应，在碳纤维表面引入大量活性氨基，制得氨基化碳纤维，由于氨基化碳纤维在水溶液中电离呈正电性，纳米二硫化钨呈负电性，因此，氨基化碳纤维和纳米二硫化钨在搅拌条件下会发生静电吸引，产生相互吸附结合，形成负载型复合粒子相。
[0019]进一步地，步骤S1中，所述碳纤维的长度为1
‑
5um。
[0020]进一步地，步骤S1中，所述氨基化碳纤维和纳米二硫化钨的用量比为0.3
‑
0.6:1。
[0021]一种高润滑涂层的制备方法，制备方法包括以下步骤：
[0022]步骤一：将环氧树脂、改性硅油和固化剂混合，在100
‑
130℃下搅拌反应30
‑
60mi n，得复合环氧树脂预聚体；
[0023]步骤二：将复合粒子相投入复合环氧树脂预聚体中，机械搅拌均匀，得环氧树脂复合涂料；
[0024]步骤三：将环氧树脂复合涂料均匀喷涂在经除油、喷砂、超声清洗后的马口铁表面，共喷涂2
‑
3次，每次喷涂结束后，将马口铁置于80℃下固化10
‑
20分钟，然后进行分段固化，固化结束后，自然冷却，得高润滑涂层。
[0025]进一步地，步骤三中，所述分段固化依次为：在120
‑
150℃下固化1
‑
2h，在150
‑
170℃下固化1
‑
3h，在170
‑
220℃下固化1
‑
2h。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027](1)本专利技术利用巯基
‑
环氧的高效点击化学反应，制得结构中含有聚苯硫醚分子链和活性羟基官能团的改性硅油，改性硅油结构中的羟基可以参与环氧树脂基体的固化共聚反应，进而在环氧树脂分子链中引入大量S i
‑
O链段结构，由于Si
‑
O键转动能较低，因此有机硅链段会富集在复合涂层表面，利用其自身良好的润滑性能，降低复合涂层的摩擦阻力，而且硅油具有良好的低温柔顺性，能够提高复合涂层的弹性，在复合涂层产生摩擦损耗时，良好的弹性可以增大复合涂层与对磨表面的真实接触面积，有效缓解应力集中，从而改善复合涂层的耐磨性能。此外，改性硅油结构中引入的聚苯硫醚分子链含有大量的刚性芳环结构，可以有效改善环氧树脂复合涂层的耐热性和硬度等。
[0028](2)本专利技术通过静电作用，制备复合粒子相，由于复合粒子相中碳纤维经氨基化改性，因此，也能够参与环氧树脂的固化过程，提高了复合粒子相与环氧树脂基体的界面性能，避免了复合粒子相在环氧树脂基体富集产生的团聚体增加滑动阻力。纳米二硫化钨可
以阻止或者减少摩擦副表面的直接接触；碳纤维的存在可以增强复合涂层的硬度和完整性，减少复合涂层的磨痕的裂纹产生和扩展，使得二硫化钨形成的润滑膜更加完整，而且碳纤维本身具有的润滑特性也能降低往复运动过程中的接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高润滑涂层，其特征在于，由以下重量份的原料组成：50
‑
80份环氧树脂、10
‑
20份改性硅油、20
‑
30份固化剂、10
‑
30份复合粒子相；所述改性硅油是通过将环氧硅油与聚苯硫醚进行化学连接制备；所述复合粒子相是通过在碳纤维表面引入活性氨基，再利用静电作用与纳米二硫化钨进行复合制备。2.根据权利要求1所述的一种高润滑涂层，其特征在于，所述固化剂为酚醛改性胺固化剂、六氢苯二甲酸酐或者邻苯二甲酸酐中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种高润滑涂层，其特征在于，所述改性硅油的制备方法具体为：将环氧硅油、聚苯硫醚与N,N
‑
二甲基甲酰胺进行混合，搅匀，通氮气保护，将体系温度加热至60
‑
65℃，加入催化剂，搅拌4
‑
8h后，蒸发浓缩，将浓缩液倒入乙醚中沉淀，过滤出固体物料，得改性硅油。4.根据权利要求3所述的一种高润滑涂层，其特征在于，所述环氧硅油的粘度为1000
‑
5000mps。5.根据权利要求3所述的一种高润滑涂层，其特征在于，所述催化剂为三乙胺或者1,8
‑
双二甲氨基萘中的任意一种。6.根据权利要求1所述的一种高润滑涂层，其特征在于，所述复合粒子相的制备方法包括以下步骤：S1：将碳纤维、对苯二胺和亚硝酸钠以及浓硝酸进行混合，控制温度为0
‑
10℃，反应4
‑
8h，离心分离固体物料，洗涤至中性，真空干燥，得氨基化碳纤维；S...

【专利技术属性】
技术研发人员：程迎春，
申请(专利权)人：上海骋润高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：