常温固化高承载防粘耐磨润滑涂料 【技术领域】
本发明叙述了一种常温固化高承载、防粘、高耐磨润滑涂料。具体地讲，本发明叙述了一种适用于10μm～120μm膜厚工况要求下的干摩擦及水介质作用的机械零件上的新型高承载、长寿命、耐磨润滑涂料。
背景技术
机械、化工、冶金、食品等行业工作的干摩擦及水介质作用下的高承载机械零件(如：齿轮、轴承、叶轮、阀门)，由于高负荷、高速作用，磨损较快，较严重。从而使设备工作寿命缩短，设备能耗增加，经济成本过高。如果在摩擦零件上涂敷一层常温固化高承载防粘耐磨润滑涂层不仅提高机械零件的承载能力，工作寿命大大延长，防粘连，摩擦系数低，从而降低能耗；而且施工方便、工艺简单、价格低廉。中国专利91103301.7等所述耐磨防粘涂层，具有长寿命、摩擦系数低，但都是以聚四氟乙烯，二硫化钼为主要固体润滑剂，且大都为高温固化型。其涂层表面硬度低、易划伤、承载能力较低，不能广泛适用于高、中负荷，高、中速等较苛刻工况下，并且涂层膜厚适用范围较窄一般不大于60μm。且原料成本高、涂料价格较昂贵，不能广泛满足民用市场所需求的具有优异综合性能及价格低廉的耐磨润滑涂层。
【发明内容】
本发明目的在于克服现有技术的不足及研制并推广一种价格较低廉，性能优异的常温固化高承载防粘耐磨润滑涂料。
本发明的目的通过以下措施来实现：
本发明的常温固化高承载防粘耐磨润滑涂料，由粘结剂，新型固体润滑剂，混合有机溶剂以及助剂组成。粘结剂选用聚氨酯树脂，固体润滑剂选用四氟蜡，混合有机溶剂为丙酮、二甲苯、环己酮的混合物，助剂选用三氧化二锑、三聚氰氨三聚氰酸酯络合物中的一种或者两种。
本发明所述的常温固化防粘耐磨润滑涂料的重量份数计组成为聚氨酯树脂100份、四氟蜡22～49份、丙酮132～175份、二甲苯60～90份、环己酮35～48份、助剂5～20份；其中助剂为三氧化二锑、三聚氰氨三聚氰酸酯络合物中的一种或者两种。
本发明所述的聚氨酯树脂，其固含量50％(wt)，固化后密度1.19g/cm3，成膜物质为蓖麻油醇解的多亚甲基多苯基多异氰酸酯，分子量较大，约2000左右，-NCO的含量约在5～8％。为优异地常温固化粘结剂，其涂膜坚硬、光亮、丰满、耐磨、附着力强，并且耐腐蚀性能优异。
本发明所用的固体润滑剂——四氟蜡，为聚乙烯蜡和聚四氟乙烯独特的化合物。具很高的硬度和润滑性，抗摩擦、抗划痕，防粘连及保留光泽性能。白色粉末，密度1.15g/cm3，粒度3.5～5.5μm，熔点113～116℃，摩擦系数0.12～0.16，化学稳定性好，不溶于水、稀酸和浓硫酸。易分散，无需预先溶解和研磨，即可给予最佳的抗摩擦磨损和平滑作用。
本发明所述的其它助剂为三氧化二锑、三聚氰氨三聚氰酸酯络合物等。三氧化二锑，白色粉末，密度1.15g/cm3，粒度2.0～5.0μm，于涂料中用作防腐剂、抗氧化剂、抗极压添加剂。三聚氰氨三聚氰酸酯络合物，面型结构的晶体材料，滑腻感白色粉末，密度1.50g/cm3，粒度0.5～5.0μm，化学稳定性好，不溶于水、二甲基砜、醇、油，具有阻燃作用。
本发明可以通过以下措施来实现：将聚氨酯树脂、四氟蜡、丙酮、二甲苯份、环己酮份、助剂进行混合搅拌均匀分散后即可喷涂。物料分散最好用超声波处理。
本发明的常温固化高承载防粘耐磨润滑涂料在机械零件表面施工时，须对材料进行表面处理，如除水，除油，除污，除锈。
本发明的常温固化高承载防粘耐磨润滑涂料喷涂方法是这样来实现的：
1.本涂料搅拌均匀并于0.2-0.4Mpa氮气(或无油压缩空气)下喷涂，喷枪距工件表不小于20cm，喷枪角度与工件表面成80-90度角度，将涂料喷于处理过的工件表面。需不同膜厚的涂层应分多次喷涂，每次间隔时间相同。
2.涂层的固化工艺简单：将喷涂好的涂层工件置于恒室温25℃，恒相对湿度65％左右的器皿中，放置6天即可装配使用。
本发明的常温固化防粘耐磨润滑涂料特点如下：
颜色及外观 淡乳黄色，平整，光滑，透明 GB/T3181-1995
粘度(涂--4) 15～20s GB/T1723-93
固体含量(％)不小于 33％ GB1725-79
涂膜硬度(铅笔测定)
擦伤 2H铅笔
划伤 5H铅笔 GB/T6739-1996
附着力(划格法)级 0-1级 GB/T9286-1998
柔韧性(曲率半径) ＜1mm GB/T1731-93
耐冲击性(kg.cm) 50 GB/T1732-93
润湿性，接触角(于水) 110-150° 日本产接触角仪
耐油性(25℃，航空汽油浸泡100h) 无变化 GB1734-79
耐酸性(25℃，10％H2SO4浸泡100h) 无变化 GB1763-79
耐碱性(25℃，10％NaOH浸泡100h) 无变化 GB1763-79
耐盐性(25℃，3％NaCL浸泡100h) 无变化 GB1763-79
大气压下的摩擦性能：
摩擦系数 0.14-0.18 英国产Timken摩擦与磨损试验机，
耐磨寿命(m/μm) 2500-3000 涂层膜厚70μm负荷314牛顿，速度2.5m/s
高承载下摩擦性能：
摩擦系数 0.13-0.14 英国产Timken摩擦与磨损试验机，
耐磨寿命(m/μm) 1500-2000 涂层膜厚70μm负荷314牛顿，速度1.75m/s
本发明的涂料可适用于不同膜厚工况的要求。膜厚可根据工况要求在10μm～120μm内选取。最佳膜厚为60μm～70μm，耐磨寿命随膜厚的增厚而略增大，当膜厚大于100μm时，其耐磨寿命能达到1800m/μm。可用于-50℃～200℃下工作的高、中负荷；高、中速轴承、齿轮、叶轮，导轨的防粘耐磨润滑上。
【具体实施方式】
实施例1：
聚氨酯 100克
四氟蜡 27克
丙酮 157克
二甲苯 75克
环己酮 43克
助剂：三聚氰氨三聚氰酸酯络合物 13克
称取上述物料进行搅拌均匀，并置于超声波中分散，用喷枪在0.2-0.4MPa氮气下喷涂于经除水，除油，除污，除锈的工件表面，在室温下耐磨寿命为3000m/μm，摩擦系数为0.16-0.17；在120℃时耐磨寿命为2600m/μm.，摩擦系数为0.17-0.18；在150℃时耐磨寿命为2300m/μm，摩擦系数0.18-0.19。
实施例2：
聚氨酯 100克
四氟蜡 33克
丙酮 172克
二甲苯 86克
环己酮 43克
助剂：三氧化二锑 16克
称取上述物料进行搅拌均匀，并置于超声波中分散，用喷枪在0.2-0.4MPa氮气下喷涂于经除水，除油，除污，除锈的工件表面，在室温时，负荷680牛顿，速度2.0m/s，耐磨寿命为2200m/μm，摩擦系数为0.13-0.15；在室温时，负荷320牛顿，速度2.5m/s，喷制于铝基底材微弧氧化层上的涂层，耐磨寿命为2600m/μm.，摩擦系数为0.15-0.18。
实施例3：
聚氨酯 100克
四氟蜡 47克
丙酮 146克
二甲苯 63克
环己酮 37克
助剂：三聚氰氨三聚氰酸酯络合物 6.5克
三氧化二锑 10.6
称取上述物料进行搅拌均匀，并置于超声波中分散，用喷枪在0.2-0.4MPa氮气下喷涂于经除水，除油，除污，除锈的工件表面，在室温水介质作用下耐磨寿命为2170m/μm，摩擦系数为0.06-0.10；在180℃时耐磨寿命为2230m/μm.，摩擦系数为0.17-0.18。