本发明叙述了一种防腐防粘耐磨润滑涂料,具体地讲,本发明涉及使用由聚四氟乙烯-酚醛环氧树脂型的润滑涂料,它适合在常温-220℃温度下使用且适于150-210℃加热固化的设备、零部件的防腐、防粘、耐磨及润滑。 一般情况下,机械设备、零部件表面的涂层作用都比较单一。人们通常使用的涂料均缺乏同时具备粘结强度高、柔韧性好、抗冲击、防腐蚀、耐磨寿命长、低摩擦系数等综合性能。中国专利(87100920)公开了一种由环氧树脂E12、铸石粉、双氰胺、尼龙粉、聚乙烯醇缩丁醛组成的防腐耐磨涂料,该涂料兼有防腐、耐磨强化的功效,但它抗冲击、润滑效果不佳。
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处,而提供一种防腐蚀、防粘、抗冲击、耐磨损以及摩擦性能、柔韧性、粘结强度等综合性能突出,在常温-220℃下使用的润滑涂料。本发明的另一个目的是提供该涂料的涂敷方法。
本发明的目的通过以下措施来实现:
本发明的润滑涂料由粘结剂、固体润滑剂、耐磨添加剂以及多种有机溶剂组成,粘结剂选用酚醛环氧树脂、丁腈橡胶以及环氧树脂,固体润滑剂由聚四氟乙烯及三聚氰胺氰尿络合物(NCA)组成,耐磨添加剂选用金属氧化物;固化剂为邻苯二甲酸酐或己二胺,将酮、醇、苯有机溶剂相混合组成混合溶剂。
本发明所述的防腐防粘耐磨润滑涂料具体组成为(以重量份数计):酚醛环氧树脂100份,丁腈橡胶6-13份,环氧树脂10-15份、聚四氟乙烯40-100份,三聚氰胺氰尿络合物30-45份,金属氧化物8-30份,固化剂32-40份,有机混合溶剂1100-1700份。
采用酚醛环氧树脂、丁腈橡胶及环氧树脂,能使涂层具有优异的粘结力,较高机械强度和良好的柔韧性。
酚醛环氧树脂其结构是每个分子中含有两个以上的环氧基,它的热稳定性和机械性能都十分优良。其环氧值小于等于0.44,软化点小于等于70℃。
为保证粘结剂有足够的韧性,涂层中加入了丁腈橡胶、环氧树脂,以使酚醛环氧树脂为主粘结剂的涂层得到更高的耐磨寿命。
本发明所述的丁腈橡胶中丙烯腈含量在37.2-38.5%之间,分子量为3000-10000。
本发明所述的环氧树脂可以是6101环氧树脂、618环氧树脂、601环氧树脂地其中之一,但最好选用618环氧树脂或6101环氧树脂。6101环氧树脂的环氧值为0.41-0.47,软化点12-20℃,平均分子量450。618环氧树脂环氧值为0.48-0.54,液体。601环氧树脂的环氧值0.18-0.22,软化点64-76℃。
聚四氟乙烯具有很低的摩擦系数,高度的化学稳定性,较宽的使用温度范围和完全不燃性,它的分子间引力和与之相关的表面自由能很低。三聚氰胺氰尿络合物的加入使涂料的耐磨、防粘能力得到保证,而且能改善聚四氟乙烯的抗负荷能力。
本发明所述的聚四氟乙烯需经辐照处理,即用钴源2.5×107-3.3×107拉经辐照处理。这样能使其表面能提高,凝聚倾向减低,更得利于分散。聚四氟乙烯粒度在2μm以下。
三聚氰胺氰尿络合物(NCA)是一种具有滑腻感的白色固体粉末,为面型结构,分子量255.2,比重1.52,粒度0.5-5μm,热分解温度440-459℃。
本发明所述的金属氧化物,可以选用氧化铝、氧化铜、氧化镉的其中之一,但最好选用氧化镉。金属氧化物的加入,能提高涂料层的硬度,对提高耐磨性更加有利,金属氧化物为粉末状,粒度0.5-8μm。
酚醛环氧树脂和固化剂一起固化交联成网状结构的巨大分子,可以成为不熔不溶的固化产物。固化剂选用邻苯二甲酸酐或己二胺。
酮、醇、苯混合溶剂能很好地溶解酚醛环氧树脂或润滑固体润滑剂及其它添加剂,并便于喷涂。适用的醇为正丁醇和异丁醇,酮为丙酮、环己酮、丁酮、苯类为苯、甲苯、二甲苯。最好选用丙酮、丁酮、正丁醇、甲苯的混合液作为润滑涂料的有机溶剂。具体组成为(体积百分含量);丙酮30-55%、丁酮8-28%、正丁醇20-40%、甲苯0-26%。
本发明还可以通过以下措施来实现:
先将经辐照处理的聚四氟乙烯、三聚氰胺氰尿络合物、金属氧化物进行研磨混合,然后将酚醛环氧树脂、丁腈橡胶、树脂溶于有机溶剂中,研磨好的固体料加入已溶解的粘结剂溶剂中,充发搅拌均匀,最后加入固化剂即成为本发明所述的防腐防粘耐磨润滑涂料。
本发明的润滑涂料不仅适用于金属材料的喷涂,而且适合在石墨、尼龙块等硬质非金属材料的涂敷,但材料必须适合在150-210℃固化不变形的材料。
在金属材料表面涂敷时,需用全相砂纸打磨至光洁度为,置丙酮中清洗除去脏污,烘干待用,对石墨、尼龙块等硬质非金属材料喷涂前,必须对材料进行表面粗糙化,可采用表面喷砂处理、清洗然后烘干待用。
本发明的涂敷方法是这样实现的:
在0.20-0.3MPa气压下,使喷枪口距物件150-200毫米,将涂料喷涂于物件表面,在空气中放置至低沸点溶剂挥发,然后于烘箱中缓慢升温至100℃预固化0.5-1.0小时,以防温升过快导致涂层中溶剂挥发过快而起泡、龟裂、降低涂层的粘结强度。然后升温至150-210℃,恒温2小时以上,然后自然冷却至室温。本发明的涂层厚度控制在20-100μm即可达到满意的效果。
本发明的特点如下:
涂层在Timken(环-块)试验机312牛顿负荷,2.5米/秒线速度条件下,摩擦系数在0.15-0.22之间,耐磨寿命为3000-10000m/μm。
其它技术性能指标列于下表1:
测定方法粘结强度(划圈法)柔韧性(mm)抗冲击强度(正冲)腐蚀性5%NaCl沉淀量1-2ml/80cm100h35℃水的接触角测定方法GB1720-79GB1731-79GB1732-79HB85030测定结果二级涂层无剥离涂层无裂纹表面无锈斑98-103
硬质非金属材料进行划圈法测定和水的接触角测定(效果相同)。
本发明的最佳实施例如下:
例1 酚醛环氧树脂 100克
丁腈橡胶 7.0克
618环氧树脂 14.3克
聚四氟乙烯 72克
三聚氰胺氰尿络合物 35克
氧化镉 16.1克
邻苯二甲酸酐 35克
丙酮 600毫升
丁酮 500毫升
正丁醇 600毫升
甲苯 300毫升
例2 酚醛环氧树脂 100克
丁腈橡胶 11.0克
618环氧树脂 10.2克
聚四氟乙烯 44克
三聚氰胺氰尿络合物 43克
氧化镉 9.3克
邻苯二甲酸酐 36.4克
丙酮 600毫升
丁酮 225毫升
正丁醇 375毫升
甲苯 300毫升
例3 酚醛环氧树脂 100克
丁腈橡胶 12.5克
618环氧树脂 12.3克
聚四氟乙烯 90克
三聚氰胺氰尿络合物 38克
氧化镉 27克
邻苯二甲酸酐 39.7克
丙酮 800毫升
丁酮 160毫升
正丁醇 560毫升
甲苯 80毫升
例4 酚醛环氧树脂 100克
丁腈橡胶 9.2克
618环氧树脂 13.8克
聚四氟乙烯 72克
三聚氰胺氰尿络合物 44克
氧化镉 20克
邻苯二甲酸酐 38.0克
丙酮 540毫升
丁酮 450毫升
正丁醇 360毫升
甲苯 450毫升
例5 酚醛环氧树脂 100克
丁腈橡胶 12.0克
618环氧树脂 11.6克
聚四氟乙烯 55克
三聚氰胺氰尿络合物 39克
氧化镉 8.0克
己二胺 38.0克
丙酮 680毫升
丁酮 170毫升
正丁醇 680毫升
甲苯 170毫升
例6 酚醛环氧树脂 100克
丁腈橡胶 6.5克
618环氧树脂 13.2克
聚四氟乙烯 60克
三聚氰胺氰尿络合物 38克
氧化镉 24克
己二胺 39克
丙酮 900毫升
丁酮 500毫升
正丁醇 600毫升
例7 酚醛环氧树脂 100克
丁腈橡胶 8.7克
618环氧树脂 12.9克
聚四氟乙烯 88克
三聚氰胺氰尿络合物 33.6克
氧化镉 19克
己二胺 37.5克
丙酮 770毫升
丁酮 280毫升
正丁醇 350毫升
例8 酚醛环氧树脂 100克
丁腈橡胶 12.3克
601环氧树脂 11.0克
聚四氟乙烯 50克
三聚氰胺氰尿络合物 34.9克
氧化镉 24克
邻苯二甲酸酐 36.9克
丙酮 570毫升
丁酮 190毫升
正丁醇 760毫升
甲苯 380毫升
例9 酚醛环氧树脂 100克
丁腈橡胶 6.0克
618环氧树脂 14.2克
聚四氟乙烯 71克
三聚氰胺氰尿络合物 33克
氧化铜 20克
己二胺 36.8克
丙酮 720毫升
丁酮 270毫升
正丁醇 630毫升
甲苯 180毫升
例10 酚醛环氧树脂 100克
丁腈橡胶 7.4克
6101环氧树脂 14.0克
聚四氟乙烯 45克
三聚氰胺氰尿络合物 36克
氧化铜 23.6克
己二胺 35.6克
丙酮 640毫升
丁酮 448毫升
正丁醇 400毫升
甲苯 112毫升
例11 酚醛环氧树脂 100克
丁腈橡胶 7.3克
6101环氧树脂 11.1克
聚四氟乙烯 83克
三聚氰胺氰尿络合物 17.5克
氧化铝 28.5克
己二胺 33.9克
丙酮 750毫升
丁酮 225毫升
正丁醇 375毫升
甲苯 150毫升
例12 酚醛环氧树脂 100克
丁腈橡胶 10.0克
6101环氧树脂 13.2克
聚四氟乙烯 71克
三聚氰胺氰尿络合物 8.0克
氧化铝 29克
邻苯二甲酸酐 38.4克
丙酮 480毫升
丁酮 160毫升
正丁醇 560毫升
甲苯 400毫升
例13 酚醛环氧树脂 100克
丁腈橡胶 9.9克
618环氧树脂 14.8克
聚四氟乙烯 93克
三聚氰胺氰尿络合物 7.0克
氧化铜 14.2克
己二胺 36.5克
丙酮 630毫升
丁酮 360毫升
正丁醇 450毫升
甲苯 360毫升
例14 酚醛环氧树脂 100克
丁腈橡胶 11.4克
601环氧树脂 10.5克
聚四氟乙烯 71克
三聚氰胺氰尿络合物 44克
氧化镉 23克
邻苯二甲酸酐 37.4克
丙酮 600毫升
丁酮 225毫升
正丁醇 450毫升
甲苯 225毫升
例15:
根据实施例2的配方在饮料软罐头包装机封口装置(底料为不锈钢)上根据本方法的涂敷方法进行喷涂,涂层厚度为45μm,封口工作温度180-220℃,包装软罐头80万个,涂层完好无损。
例16:
根据实施例5的配方在石墨块上喷涂,涂层厚度为30μm,测得摩擦系数0.18-0.22,耐磨寿命达9000m/μm,用GB1720-79进行划圈法测定其粘结强度达二级。
例17:
试验用块为1Cr18Ni9Ti,在全相砂纸上打磨至光洁度为,置丙酮中清洗除去脏污,烘干待用。用实施例4的配方制成涂料,在0.2MPa气压下喷涂于试块表面,在空气中放置8小时,然后在烘箱中缓慢升至100℃(室温-100℃1小时升到),在100℃下恒温45分钟,然后升温到180℃,恒温2.5小时,最后自然冷却至室温。涂层在Tiken(环-块)试验机30牛顿负荷,2.5米/秒线速度条件下,测得摩擦系数为0.17,耐磨寿命9500m/μm。其它技术性能指标同表1。