專利名稱：高承載抗磨納米涂料的制作方法
技術領域：
本發明敘述了一種高承載抗磨納米涂料。本發明是一種適用于20/mi 100/mi膜厚工況要求下干摩擦及油介質作用的機械零件表面上的抗磨減摩防污 納米涂料。
背景技術：
隨著現代塑性加工技術的進步及航空、航天、汽車工業的飛速發展，復雜形 狀零件和難變形材料的塑性加工需求越來越大，采用表面工程技術在材料表面制
作一層或多層復合的減摩抗磨涂層是一個非常有效的途徑，可以彌補材料的不足 以及液體潤滑的失效。中國專利03140835.4所述常溫固化高承載耐磨潤滑涂料 具有長壽命、低摩擦、耐承載等優點；但組分繁多，同時所用溶劑中含有二甲苯， 在噴涂過程中不僅造成環境污染，還對施工人員身體健康有所損傷。
發明內容
本發明目的在于克服現有技術不足而提供一種具有環保性能的高承載抗磨 納米涂料。
本發明的高承載抗磨納米涂料，由粘結劑、固體潤滑劑、助劑、納米填料以 及混合有機溶劑組成。粘結劑采用單組分濕固化聚氨酯，固體潤滑劑采用聚四氟 蠟，助劑采用三聚氰氨氰脲絡合物，功能填料為二氧化鈦納米管，混合溶劑由丙 酮以及乙酸乙酯組成。
一種高承載抗磨納米涂料，其特征在于涂料組成為單組分濕固化聚氨酯粘
結劑100份，聚四氟蠟15 35份，三聚氰氨氰脲絡合物5 15份，二氧化鈦納 米管0.5 2份，混合有機溶劑150 200份，以重量份數計；其中混合有機溶劑 由丙酮以及乙酸乙酯組成，混合有機溶劑中含有30X 70wtX的丙酮。
本發明采用的單組分濕固化聚氨酯粘結劑，其固含量約為50% (wt),固化 后密度為1.19g/cm3，異氰酸根含量為5 — 8wt.%。分子量約為20000，其單元結 構式為其中n=15 20。
本發明所用的固體潤滑劑聚四氟蠟，為聚乙烯蠟和聚四氟乙烯的特殊化合 物。白色粉末，密度l.lOg/cm3,粒度3.0-5.0〃m，熔點104-110'C,不溶于水、酸
和堿，易分散于有機溶劑中。其特點是密度小、滲透性差以及表面能小，在涂層 固化過程中能富集到涂層表面，形成一層防護層，阻止水汽及其它介質透過，同 時由于聚四氟蠟本身具有良好的潤滑性能，可提供高水平的表面潤滑性及抗磨損 性能。
本發明所選用的三聚氰胺氰脲絡合物與聚四氟蠟有良好的協同效應，可提高 涂層的耐磨性，其純度應大于99%，粒度小于5^mi。
本發明所述的功能填料為二氧化鈦納米管，長度l一2/mi，直徑30—50nm， 添加可提供高的抗磨及低的摩擦性能。
本發明所述的溶劑由丙酮以及乙酸乙酯組成，它們的毒性比較小，對施工人 員以及環境造成的危害小。
本發明涂料的制備方法可以通過以下措施來實現
先將二氧化鈦納米管、聚四氟蠟和三聚氰胺氰脲絡合物分散到混合溶劑中超 聲分散后加入單組分濕固化聚氨酯粘結劑，攪拌均勻后即可。 本發明的高承載抗磨納米涂料的涂敷工藝是這樣來實現 1、將涂料置入噴槍中于0.1—0.2Mpa壓力下噴涂，噴槍距金屬工件表面不 小于20cm。涂層的厚度由噴涂的次數控制，當噴涂較厚的涂層時應多次噴涂，
4每次間隔時間相同。
2、將噴涂好的涂層放在室溫環境下于大氣中放置一周后，再在12(TC固化2
小時即可。
本發明高承載抗磨納米涂料特點如下
20 l(%m 淡黃色，平整，光滑 12 17s 30 1級 50
顏色及外觀 粘度(涂4) 固體含量(％)不小于 附著力(劃格法)級 耐沖擊性(kg.cm) 疏水性，接觸角
干摩擦下的摩擦性能
耐磨壽命(m//mi)
耐磨壽命(m m) 油潤滑下的摩擦性能
耐磨壽命(m/〃m) 液體石蠟浸泡60天
機
95u—103u
0.14—0.16 大于7000 0.04 — 0.06 大于1000
0.03—0.05 大于15000
0.125—0.142
磁性測厚儀 GB/T3181-1995 GB/T1723-93 GB1725-79 GB/T1731-93 GB/T1732-93 日本產CA-A接觸角儀
濟南產MHK-500摩擦磨損試驗機 負荷320N,速度2.5m/s 濟南產MHK-500摩擦磨損試驗機 負荷1620N,速度2.5m/s
濟南產MHK-500摩擦磨損試驗機 負荷320N，速度2.5m/s
濟南產MHK-500摩擦磨損試驗
耐磨壽命(m//mi) 大于8000 負荷320N，速度2.5m/s
本發明是一種二氧化鈦納米管改性聚氨酯基低溫固化抗磨潤滑涂料，它不僅
具有良好的抗磨減摩和高承載性能，而且具有良好的耐油介質與疏水性能，施工 方便，對環境污染小，噴涂了該涂料涂層的滑動部件可以在干摩擦及油介質環境 下長期使用。
具體實施方式
實施例1:
單組分濕固化聚氨酯粘結劑 ioo份
聚四氟蠟 25份
三聚氰氨氰脲絡合物 10份
丙酮與乙酸乙酯混合溶劑(體積比1: 1) 200份
二氧化鈦納米管 0.5份
稱取上述物質攪拌均勻，并置于超聲波中分散，用噴槍在0.1 0.2 Mpa氮 氣下噴涂于除水，除油，除銹的45號鋼塊表面，在室溫下，320N,2.56m/s下的 耐磨壽命為8870 m/^n—1,摩擦系數0.147。
實施例2:
單組分濕固化聚氨酯粘結劑 100份
聚四氟蠟 30份
三聚氰氨氰脲絡合物 15份
丙酮與乙酸乙酯混合溶劑(體積比3: 7) 200份
二氧化鈦納米管 1份
稱取上述物質攪拌均勻，并置于超聲波中分散，用噴槍在0.1 0.2 Mpa氮 氣下噴涂于除水，除油，除銹的45號鋼塊表面，在室溫下，320N,2.56m/s下的 耐磨壽命為8570 m/〃m",摩擦系數0.152。在室溫下，1620N, 2.56m/s下的耐磨 壽命為1280 m/^m-1,摩擦系數0.04 — 0.06。
實施例3:
單組分濕固化聚氨酯粘結劑 100份
聚四氟蠟 15份
三聚氰氨氰脲絡合物 10份
丙酮與乙酸乙酯混合溶劑(體積比4: 6) 150份
二氧化鈦納米管 1份
稱取上述物質攪拌均勻，并置于超聲波中分散，用噴槍在0.1 0.2 Mpa氮 氣下噴涂于除水'除油，除銹的45號鋼塊表面，將固化好的涂層在液體石蠟中 浸泡60天，在室溫下，320N， 2.56m/s下的耐磨壽命為7270 m/^m-1,摩擦系數0.151。 實施例4:
單組分濕固化聚氨酯粘結劑 100份
聚四氟蠟 3(H
(分
三聚氰氨氰脲絡合物 15份
丙酮與乙酸乙酯混合溶劑(體積比7: 3) 200份
份
二氧化鈦納米管 1 {
稱取上述物質攪拌均勻，并置于超聲波中分散，用噴槍在0.1 0.2 Mpa氮 氣下噴涂于除水，除油，除銹的45號鋼塊表面。在室溫下，320N,2.56m/s液體 石蠟潤滑下的耐磨壽命大于lSOOOm/zHn",摩擦系數0.03 — 0.04。
權利要求
1、一種高承載抗磨納米涂料，其特征在于涂料組成為單組分濕固化聚氨酯粘結劑100份，聚四氟蠟15～35份，三聚氰氨氰脲絡合物5～15份，二氧化鈦納米管0.5～2份，混合有機溶劑150～200份，以重量份數計；其中混合有機溶劑由丙酮以及乙酸乙酯組成，混合有機溶劑中含有30％～70wt％的丙酮。
全文摘要
本發明公開了一種高承載抗磨納米涂料。涂料由粘結劑、固體潤滑劑、助劑、納米填料及混合有機溶劑組成。粘結劑采用單組分濕固化聚氨酯，固體潤滑劑采用聚四氟蠟，助劑采用三聚氰氨氰脲絡合物，功能填料為二氧化鈦納米管，混合溶劑由丙酮以及乙酸乙酯組成。涂料不僅具有良好的抗磨減摩和高承載性能，而且具有良好的耐油介質與疏水性能，施工方便，對環境污染小，噴涂了該涂料涂層的滑動部件可以在干摩擦及油介質環境下長期使用。
文檔編號C09D175/04GK101440252SQ200710188578
公開日2009年5月27日 申請日期2007年11月22日 優先權日2007年11月22日
發明者宋浩杰, 張招柱, 門學虎 申請人:中國科學院蘭州化學物理研究所