專利名稱：一種自潤(rùn)滑燒結(jié)涂料以及涂覆方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)零件表面潤(rùn)滑性能的處理方法，特別涉及一種自潤(rùn)滑燒結(jié)涂料以及涂覆方法。
背景技術(shù)：
自潤(rùn)滑涂料目前已在很多領(lǐng)域中應(yīng)用，如自潤(rùn)滑軸承、空間光學(xué)儀器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等， 解決了一些使用潤(rùn)滑油脂不能解決或根本不能使用潤(rùn)滑油的場(chǎng)合，在高低溫、失重條件下效果尤為明顯。自潤(rùn)滑涂料通常由固體潤(rùn)滑劑、粘結(jié)劑、耐磨添加劑及顏填料組成。將涂料涂覆在金屬底材上燒結(jié)固化后就形成了特殊的潤(rùn)滑涂層，其承載能力高，耐高低溫性能良好，涂覆工藝簡(jiǎn)單方便，在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)獲得了廣泛應(yīng)用。自潤(rùn)滑涂料可顯著降低零件表面的摩擦及磨損，且添加適當(dāng)?shù)奶盍虾筮€可兼做防腐涂層。自潤(rùn)滑涂層在固化后便不能補(bǔ)充，其潤(rùn)滑性能由易剪切的層狀填料及較軟的樹(shù)脂粘結(jié)劑來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)涂層被刺穿后潤(rùn)滑就失效。因此，提高自潤(rùn)滑材料的耐磨性及使用壽命具有重要使用價(jià)值。本發(fā)明專利的目的在于開(kāi)發(fā)完善一種固體自潤(rùn)滑涂料，可在中低負(fù)荷及相對(duì)靜止條件下長(zhǎng)期使用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，其耐磨性及使用壽命得到顯著提高。本發(fā)明的目的通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)采用耐磨性良好且具有潤(rùn)滑性能的聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂(PAI)為粘結(jié)劑， 固體潤(rùn)滑劑選用聚四氟乙烯(PTFE)，以二硫化鉬為耐磨添加劑，分散于由無(wú)水乙醇和N-甲基吡咯烷酮組成的混合溶劑中，攪拌均勻后涂覆并燒結(jié)成型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是一種自潤(rùn)滑燒結(jié)涂料以及采用該涂料進(jìn)行涂覆的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，滿足有關(guān)生產(chǎn)部門的需要。技術(shù)方案本發(fā)明的自潤(rùn)滑燒結(jié)涂料為一種組合物，其組分和重量百分比含量包括
聚四氟乙烯5 30質(zhì)量份
聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂35 75質(zhì)量份
改性二硫化鉬5 -25質(zhì)量份
流平助劑0.5 1質(zhì)量份
消泡助劑0.5-1質(zhì)量份所用分散劑為無(wú)水乙醇和N-甲基吡咯烷酮的混合溶劑，添加量為上述涂料有效組分重量的1 1. 5倍。所說(shuō)的聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂可優(yōu)選采用0. 1 5 μ m的懸浮液或粉末狀顆粒，二硫化鉬可選用0. 5 10 μ m粉末狀顆粒。
所說(shuō)的流平助劑可選用氟碳改性聚丙烯酸酯流平劑，消泡劑可選用氟改性有機(jī)硅氧烷消泡劑。所用混合溶劑由N-甲基吡咯烷酮和無(wú)水乙醇組合而成，其配比為無(wú)水乙醇60 70%, N-甲基吡咯烷酮30 40% (體積百分含量)。本發(fā)明專利所用二硫化鉬須經(jīng)改性處理，以降低其表面活性，達(dá)到抑制團(tuán)聚并促進(jìn)其在涂料中分散均勻性的目的。采用濕法改性技術(shù)，以無(wú)水乙醇為溶劑，改性劑選用硅烷偶聯(lián)劑、乳化劑0P-10、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或其組合。改性方法為先將改性劑加入無(wú)水乙醇中，混合均勻后加入MO&細(xì)粉，攪拌或球磨池，最后經(jīng)過(guò)濾、干燥，粉碎后備用。采用上述的組合物可方便地對(duì)零件表面進(jìn)行涂覆處理，本發(fā)明的涂覆方法包括如下步驟將經(jīng)過(guò)改性的二硫化鉬加入混合溶劑中，攪拌至分散均勻，然后加入聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂，并添加適量的聚丙烯酸酯流平劑及有機(jī)硅氧烷消泡劑等輔助助劑，待其充分混合均勻后噴涂于潔凈的零件表面。將噴涂后的構(gòu)件置于加熱裝置中，首先加熱至60 80°C， 保溫0. 5 1小時(shí)；然后加熱至；350 380°C，保溫0. 5 2小時(shí)。按照本發(fā)明，只要調(diào)整組合物中聚酰胺酰亞胺和二硫化鉬及聚四氟乙烯的比例， 就可控制涂層的結(jié)合強(qiáng)度和摩擦磨損性能?？梢?jiàn)，本發(fā)明的自潤(rùn)滑燒結(jié)涂料以及涂覆方法， 工藝簡(jiǎn)單，操作容易，便于工業(yè)化實(shí)施。零件在噴涂前可作磷化或噴丸處理，經(jīng)過(guò)處理后噴涂的潤(rùn)滑涂層與基體的結(jié)合力更強(qiáng)，耐磨性能更好。本發(fā)明專利提供了自潤(rùn)滑燒結(jié)涂料，經(jīng)涂覆后可應(yīng)用于中等負(fù)荷場(chǎng)合，在使用時(shí)可不再添加潤(rùn)滑油脂，既能保證潤(rùn)滑性及耐磨性，又滿足環(huán)保要求。此自潤(rùn)滑涂料在噴涂后加熱固化，形成特殊的潤(rùn)滑干膜涂層，可保證零件在傳動(dòng)時(shí)的高效潤(rùn)滑性。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例按國(guó)標(biāo)《GB1720-1989漆膜附著力測(cè)定法》測(cè)定涂層與基體間的結(jié)合強(qiáng)度，采用摩擦試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行摩擦及磨損性能測(cè)試。實(shí)施例1涂料組成(重量)將涂料組分按53質(zhì)量份聚酰胺酰亞胺0.5μπι)、15質(zhì)量份改性二硫化鉬 (0.5μπι)、30質(zhì)量份聚四氟乙烯，加入混合溶劑中，并加入1質(zhì)量份聚丙烯酸酯流平劑和1 質(zhì)量份有機(jī)硅氧烷消泡劑，混合攪拌至均勻。涂覆及后處理工藝噴槍壓力約為0. 25MPa,噴涂后晾置0. 5h后在加熱爐中60°C 保溫1小時(shí)，然后再升高至380°C保溫2小時(shí)。結(jié)果經(jīng)上述處理后，涂層與35鋼的結(jié)合強(qiáng)度為1級(jí)，在TIMKEN摩擦試驗(yàn)機(jī)上測(cè)得其摩擦系數(shù)0. 1-0. 13，平均耐磨性為4772m/μ m。實(shí)施例2涂料組分按68質(zhì)量份聚酰胺酰亞胺(2. 5 μ m)、25質(zhì)量份改性二硫化鉬(0. 5 μ m)、 5質(zhì)量份聚四氟乙烯，加入混合溶劑中，并加入1質(zhì)量份聚丙烯酸酯流平劑和1質(zhì)量份有機(jī)硅氧烷消泡劑，混合攪拌至均勻。
涂覆工藝噴槍壓力為0. 25MPa,噴涂后晾置0. 5h后放于干燥箱中，80°C保溫0. 5 小時(shí)，然后再升高至380°C保溫2小時(shí)。結(jié)果經(jīng)上述處理后，涂層與lCrl3鋼的結(jié)合強(qiáng)度為1級(jí)，其摩擦系數(shù)0. 07_0. 1， 平均耐磨性為4553m/ μ m。實(shí)施例3 涂料組分按63質(zhì)量份聚酰胺酰亞胺O. 5 μ m)、5質(zhì)量份改性二硫化鉬(0. 5 μ m)、 25質(zhì)量份聚四氟乙烯，加入混合溶劑中，并加入1質(zhì)量份聚丙烯酸酯流平劑和1質(zhì)量份有機(jī)硅氧烷消泡劑，混合攪拌至均勻。涂覆工藝噴槍壓力為0. 25MPa,噴涂后晾置0. 5h后放于干燥箱中，80°C保溫1小時(shí)，然后再升高至380°C保溫0. 5小時(shí)。結(jié)果經(jīng)上述處理后，涂層與lCrl3鋼的結(jié)合強(qiáng)度為1級(jí)，其摩擦系數(shù)0. 12-0. 15， 平均耐磨性為4895m/ μ m。實(shí)施例4涂料組成(重量)將涂料組分按75質(zhì)量份聚酰胺酰亞胺0.5μπι)、15質(zhì)量份改性二硫化鉬 (0.5 μ m)、8質(zhì)量份聚四氟乙烯，加入混合溶劑中，并加入1質(zhì)量份聚丙烯酸酯流平劑和1質(zhì)量份有機(jī)硅氧烷消泡劑，混合攪拌至均勻。涂覆及后處理工藝噴槍壓力約為0. 25MPa,噴涂后晾置0. 5h后在加熱爐中70V 保溫0. 8小時(shí)，然后再升高至350°C保溫2小時(shí)。結(jié)果經(jīng)上述處理后，涂層與lCrl3鋼的結(jié)合強(qiáng)度為1級(jí)，其摩擦系數(shù)0. 1-0. 4，平均耐磨性為4631m/μ m。上述結(jié)果表明，涂層與金屬基體結(jié)合強(qiáng)度高，潤(rùn)滑性能良好，且具有優(yōu)異的耐磨性，可用于中低負(fù)荷條件下以減少摩擦和磨損。綜上所述僅為發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求
1.一種自潤(rùn)滑燒結(jié)涂料，其特征在于，包括以下組分聚四氟乙烯聚酰胺酰亞胺樹(shù)月丨改性二硫化鉬流平助劑消泡劑5 -30質(zhì)量份 53-75質(zhì)量份 5-25 質(zhì)量份 0.5-1 質(zhì)量份 0.5-1 質(zhì)量份及混合分散劑，該分散劑質(zhì)量為前述組分質(zhì)量之和的1 1. 5倍。
2.如權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于，所述聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂為0.1 5μπι的懸浮液或粉末狀顆粒。
3.如權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于，所述改性二硫化鉬為改性的0.5 10 μ m粉末狀顆粒二硫化鉬。
4.如權(quán)利要求1或3所述的涂料，其特征在于，所述改性二硫化鉬為濕法改性。
5.如權(quán)利要求4所述的涂料，其特征在于，所述濕法改性所用改性劑為硅烷偶聯(lián)劑、乳化劑0P-10、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或多種的組合。
6.如權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于，所述分散劑為無(wú)水乙醇和N-甲基吡咯烷酮的混合溶劑，該N-甲基吡咯烷酮和無(wú)水乙醇的體積比為無(wú)水乙醇60-70%，N-甲基吡咯烷酮 30-40% ο
7.—種如權(quán)利要求1所述涂料的涂覆方法，其特征在于，將所述涂料混合均勻后噴涂于清潔后零件表面，將噴涂后的構(gòu)件置于加熱裝置中，首先加熱至60 80°C，保溫0. 5 1 小時(shí)；然后加熱至350 380°C，保溫0. 5 2小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種自潤(rùn)滑涂料，屬于固體干膜潤(rùn)滑劑。以聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂為粘結(jié)劑，固體潤(rùn)滑劑為聚四氟乙烯，耐磨添加劑選用改性二硫化鉬，并添加少量的流平及消泡助劑。噴涂燒結(jié)后的干膜涂層具有良好的潤(rùn)滑性、耐磨性。適用于中等負(fù)荷的零件或相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)下要求長(zhǎng)期耐磨的使用工況，也可用于油管及套管螺紋接頭處。
文檔編號(hào)C09D179/08GK102277082SQ201110261890
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者方立, 李攀瑜, 林群芳, 沈健偉, 黃志榮 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)