CN1223640C - 耐高温抗磨润滑涂料 - Google Patents
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Abstract
一种耐高温抗磨润滑涂料，其特点是选用热固性环氧树脂为胶粘剂，硼改性酚醛树脂为固化剂，二硫化钼为固体润滑剂，三氧化二锑及氟化铈为耐高温添加剂等组分组成的中温固化高温使用的抗磨涂料。该涂料不仅具有良好的耐磨、承载和润滑性能，而且具有优异的耐高温性能，克服了有机粘结固体润滑涂层在高温范围内应用存在的工艺性差、固化温度高等缺点，解决了粘结润滑涂层中温固化高温使用的难题，利用硼改性酚醛树脂，提高了环氧树脂的主要性能，拓宽了环氧树脂耐高温性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐高温抗磨润滑涂料及其制备方法。
背景技术
环氧树脂是一种良好的胶粘剂，其粘附性好，内聚强度高，蠕变收缩小，属于热固性有机树脂，但由于其本身结构特点，耐高温性能较差，在400℃/1h条件下，不仅发生炭化，而且灰化，因而在很大程度上限制了其使用范围。环氧树脂的性能在很大程度上取决于固化剂的性能，开发一种新的固化剂等于开发一种新的环氧树脂。此外在环氧树脂的许多具体应用中，还要加入多种添加剂，各组分相互之间可能产生一定的物理、化学作用，经常出现单一性能提高了，而综合性能下降，给材料配方的研究带来许多困难。
因此，寻求一种可提高环氧树脂综合性能的固化剂，使用其固化改性的环氧树脂制备的单组分润滑涂层，既具良好的润滑耐磨性和防粘性能，又具有很好的耐高温性能，成为改性环氧、提高其性能的关键。
中国专利(94116246)公开了一种以环氧树脂为胶粘剂，二硫化钼为固体润滑剂，二氰二胺为固化剂，丁腈40为环氧改性剂，同时还添加其他改性剂的润滑涂料，有良好的耐磨润滑性和防粘性，适宜用作室温～200℃干摩擦零件润滑涂层。但其组分繁多，在耐温性能上存在明显不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中温固化高温使用的润滑与抗磨性能俱佳的润滑涂料。
本发明的目的可通过如下措施来实现：
耐高温抗磨润滑涂料是由粘结剂、固化剂、固体润滑剂、添加剂组分组成。本发明的胶粘剂选用热固性环氧树脂，固化剂为硼改性酚醛树脂，固体润滑剂为二硫化钼，添加剂为三氧化二锑和氟化铈，分散介质为混合有机溶剂。
润滑涂料的重量百分含量组成为热固性环氧树脂3～11％、硼改性酚醛树脂1～5％、二硫化钼8～16％、三氧化二锑0.1～0.5％、氟化铈0.1～0.4％、混合有机溶剂余量。
本发明采用的混合有机溶剂体积百分含量组成为甲苯25％～35％，正丁醇20％～33％，丙酮20％～33％，无水乙醇10％～20％。选择甲苯、正丁醇、丙酮、无水乙醇这四种溶剂，是充分考虑了干膜的喷涂工艺、表干速度、成膜时间、固化温度等因素。
本发明选用的硼改性酚醛树脂，氧指数0.48，分解温度大于500℃，分子结构式为：
这种体型结构中引入柔性较大的键能较高的-B-O-键，且-B-O-键连接苯环，使其韧性、耐热性均优于以C-C键连接苯环的酚醛树脂，当其与环氧树脂中的羟基、羟甲基和环氧基发生交连固化反应时，可形成交连网状结构，使涂料的粘结强度、柔韧性、机械强度及耐温性能得到充分保证。
环氧树脂分子量在6000～11000之间，环氧值为0.04～0.07环氧当量/100g。
本发明所选用的二硫化钼为润滑剂，其与树脂基体具有良好的匹配性，其纯度大于98％，粒度应小于5微米。
本发明所选用的添加剂为三氧化二锑和氟化铈，这两种填料与二硫化钼有良好的协同效应，使涂层的耐磨性、耐高温性、抗比压性能得到提高，其纯度应大于98％，粒度应小于5微米。
本发明的制备方法是按本发明所述组成以及含量称取环氧树脂与硼改性酚醛树脂，加入部分混合有机溶剂使物料溶解备用。将固体润滑剂和添加剂放入球磨罐中，加入润湿量的混合有机溶剂球磨后，然后加入溶解好的环氧树脂和硼改性酚醛树脂，出料后加入余量的混合有机溶剂即可。
本发明的润滑涂料的涂敷方法是用喷枪将配制好的涂料在压缩空气(无油、无水)或压缩氮气下喷涂在零件表面。零件表面需预先除油、除锈等表面处理。喷好的零件在清洁空气中室温放置数小时，再放入烘箱内固化。固化条件：120℃±2℃，恒温60分钟，150℃±2℃，恒温60分钟，180℃±2℃，恒温2小时，随炉冷却后即可使用。
本发明是一种硼改性酚醛环氧基中温固化高温使用抗磨润滑涂料，它不仅具有良的耐磨、承载和润滑性能，而且具有优异的耐高温性能，喷涂了该涂料涂层的滑动部件可在高温(300℃～350℃)环境中长期使用，可解决环氧基润滑涂层在高温下使用的难题。
本发明的产品主要性能指标如下表所示：
| 检测项目 | 性能指标 | 检测方法 |
| 涂层外观 | 黑灰色、平整光滑无裂纹针孔气泡等缺陷 | 目测 |
| 涂层厚度(μm) | 10～30 | 磁性测厚仪 |
| 附着力(级) | 1 | GB1720-89 |
| 柔韧性(mm) | 1 | GB1731-89 |
| 耐冲击性(kg·cm) | 50 | GB1732-89 |
| 耐磨寿命(m/μm) | 大于300 | Timken试验机，速度2.5m/s负荷320N |
| 摩擦系数 | 小于0.14 | 同上 |
| 350℃下耐磨寿命(m/μm) | 大于450 | 球-盘试验机，速度1m/s负荷5N |
| 储存稳定性(年) | 1 | 储存一年后，以上各项性能不变 |
具体实施方式
实施例1：
称取2.8克的环氧树脂，1.12克的硼改性酚醛树脂在15g混合有机溶剂中进行搅拌使其溶解；称取7.84克二硫化钼、0.15克三氧化二锑、0.1克氟化铈，加入20g的混合有机溶剂进行球磨10小时，分散到所需粒度后加入环氧树脂体系研磨半小时；再加入15g的混合有机溶剂分散均匀即为润滑涂料〔混合有机溶剂(体积百分比)：甲苯31.5％，正丁醇27.4％，丙酮27.4％，无水乙醇13.7％〕。
实施例2：
环氧树脂 2.80克 硼改性酚醛树脂 0.84克
二硫化钼 7.84克 三氧化二锑 0.20克
氟化铈 0.15克
混合有机溶剂 50g〔其中：甲苯28％，正丁醇30％，丙酮30％，无水乙醇12％(体积百分比)〕。
实施例3：
环氧树脂 2.80克 硼改性酚醛树脂 1.40克
二硫化钼 8.96克 三氧化二锑 0.30克
氟化铈 0.20克
混合有机溶剂 50g其中：甲苯31.5％，正丁醇27.4％，丙酮27.4％，无水乙醇13.7％(体积百分比)〕。
实施例4
环氧树脂 2.80克 硼改性酚醛树脂 1.36克
二硫化钼 8.96克 三氧化二锑 0.25克
氟化铈 0.25克
混合有机溶剂 50g〔其中：甲苯31.5％，正丁醇27.4％，丙酮27.4％，无水乙醇13.7％(体积百分比)〕。
Claims (3)
1、一种耐高温抗磨润滑涂料，其特征在于润滑涂料的重量百分含量组成为热固性环氧树脂3～11％、硼改性酚醛树脂1～5％、二硫化钼8～16％、三氧化二锑0.1～0.5％、氟化铈0.1～0.4％、混合有机溶剂余量；其中混合有机溶剂体积百分含量组成为甲苯25％～35％，正丁醇20％～33％，丙酮20％～33％，无水乙醇10％～20％。
2、如权利要求1所述的涂料，其特征在于选用硼改性酚醛树脂，氧指数0.48，分解温度大于500℃，分子结构式为：
3、如权利要求1所述的涂料，其特征在于环氧树脂分子量在6000～11000之间，环氧值为0.04～0.07环氧当量/100g。
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