水性环氧粘结干膜润滑剂

1、一种水性环氧粘结干膜润滑剂，其特征在于：以重量份数计，其 配方组成为：
环氧树脂                                        100份
水性固化剂                                      20-50份
聚四氟乙烯、二硫化钼和石墨中的一种或几种        30-80份
氧化铬、氧化铜和氧化铝中的一种                  10-40份
凹凸棒石                                        2-10份
三聚氰胺尿络合物                                0-30份
十二烷基磺酸钠                                  2-5份
亚硝酸钠                                        1-4份
水或水/乙醇                                     100-400份。
2、如权利1所述的水性环氧粘结干膜润滑剂，其特征在于：环氧树 脂选用液体乳液环氧树脂，水性固化剂采用用胶中和的水可稀释的丙烯 酸分散体。
3、如权利1所述的水性环氧粘结干膜润滑剂，其特征在于：所述的 氧化铬、氧化铜、氧化铝的粉末粒度在0.5-4μm。
4、如权利1所述的水性环氧粘结干膜润滑剂，其特征在于：三聚氰 胺尿络合物的分子量为300-400，粒度在0.5-4μm。
5、如权利1所述的水性环氧粘结干膜润滑剂，其特征在于：凹凸棒 石在使用前经300-900℃煅烧处理，并经纯化处理，粒度在0.5-4μm。

[技术领域]\n本发明涉及具有低挥发有机化合物的水性环氧粘结干膜润滑剂。目 的在于提供一种适合用作润滑涂层的水性环氧粘结干膜润滑剂，并提供 相应的制备及使用方法。这种干膜润滑剂的突出特点是低污染、可室温 固化、并具有良好的摩擦磨损性能。\n[背景技术]\n干膜润滑剂是固体润滑材料中应用最普遍的形式之一，通常由树脂 粘结剂、固体润滑剂、耐磨添加剂以及改性剂等组成，将干膜润滑剂涂 覆在金属或非金属底材上就可形成具有良好摩擦学特性的润滑涂层。由 于其使用简单，施工方便，几乎可以应用于所有的摩擦部件表面。由于 这种固体润滑膜可以在高温、高负载、超低温、超高真空及强辐射等特 殊苛刻环境下提供有效润滑，因此从民用机械到航空航天等高技术领域 均已取得了广泛应用，并取得了较好的实际效果。\n以往的技术中，干膜润滑剂的粘结剂多采用有机溶剂型，基于挥发 性、易燃性以及有机溶剂的气味、毒性对环境造成的污染，急需发展更 适应环境要求的水性环氧粘结润滑干膜。\n[发明内容]\n本发明旨在提供一种具有低挥发有机化合物的水性环氧粘结干膜 润滑剂，这种固体润滑膜具有低污染、可室温固化、低摩擦、耐磨损及 良好的物理机械性能，可以在多种机械设备的滑动部件表面上涂覆使 用。\n本发明的另一个目的在于提供一种水性环氧粘结干膜润滑剂的制备 及使用方法。\n本发明通过如下措施实现：\n本发明系多组分，主要由环氧树脂、固化剂、固体润滑剂、抗磨剂、 防沉降剂、抑制闪烁剂、稀释剂组成，配方组成为(重量份数)：\n环氧树脂                                  100份\n固化剂                                    20-50份\n聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨中的一种或几种  30-80份\n氧化铬、氧化铜和氧化铝中的一种            10-40份\n凹凸棒石                                  2-10份\n三聚氰胺尿络合物                          0-30份\n十二烷基磺酸钠                            2-5份\n亚硝酸钠                                  1-4份\n稀释剂                                    100-400份\n其中，环氧树脂可选用液体或液体乳液环氧树脂。固化剂为水性固 化剂，固化剂为水可溶性胶的胺类化合物或用胶中和的水可稀释的丙烯 酸分散体。\n本发明的固体润滑剂由聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼组成，三种组 分可同时或单独存在，较好的选择是采用聚四氟乙烯、石墨或聚四氟乙 烯、二硫化钼体系，最佳的体系是聚四氟乙烯、二硫化钼，其重量百分 比选用1∶1。聚四氟乙烯最好选用悬浮法产品，并经过钴源2-3×107拉 德辐照处理，粒度小于2μm。二硫化钼和石墨粒度在0.2-6μm，最好 选用粒度范围为0.2-0.5μm。二硫化钼和石墨经除油处理，纯度大于＞ 98％。\n加入金属氧化物的目的是提高干膜涂层的硬度，特别是有利于改善 涂层耐磨性，金属氧化物选用氧化铬或氧化铜或氧化铝中的一种，最好 选用氧化铬。金属氧化物粉末粒度为0.5-4μm。\n凹凸棒石是一种具有一维纳米尺寸的粘土矿物，它的加入可以使溶 液的抗沉降能力得到明显改善，提高溶液储存稳定性。凹凸棒石在使用 前经300-900℃煅烧处理，并经纯化处理，粒度在0.5-4μm。\n三聚氰胺尿络合物的加入可以提高使涂层的耐磨、防粘能力。三聚 氰胺尿络合物的分子量为300-400，粒度在0.5-4μm。\n为了减低涂料的表面张力，增加聚四氟乙烯等粒子的润湿分散性， 采用了十二烷基磺酸钠作为表面活性剂，以保证分散性和稳定性。\n水性涂料涂覆于金属基材上时，由于水分子挥发慢而使金属底材上 的铁容易氧化成三价铁离子产生氧化铁锈斑，即闪烁现象。亚硝酸钠能 在底材表面形成薄氧化膜，可以抑制闪烁现象的发生。\n助溶剂可以增加树脂在水中的溶解度，同时调节树脂溶液的粘度， 提高溶液的稳定性，改善流平性和外观。可以选用水或水/乙醇作为稀 释剂。\n本发明的干膜润滑剂可以涂覆在铸铁、碳钢、合金钢，铜、铝、镁 及其合金、非金属材料等各种材质的机加工表面，也可涂覆在喷砂、磷 化、纯化、阳极化处理的金属表面。一般情况下选用砂纸打磨或表面喷 砂处理，在使用前最好用丙酮等清洗后自然干燥或烘干处理。\n本发明的干膜润滑剂可以采用压缩气体(空气或氮气)喷涂，浸涂、 刷涂和辊涂等方法实施，最好选用气体喷涂法。\n润滑涂层可以通过以下措施来实施：\n典型的制备过程为：按配方称取环氧树脂、固体润滑剂、抗磨剂、 防沉降剂、抑制闪烁剂、稀释剂等组成料后，加入稀释剂于玻璃研钵中 研磨混合，然后采用对粒子具有剪切力的锥形磨作为机械分散设备，进 行研磨分散。称取固化剂和前面研磨好的物料相混合，并加入余量的稀 释剂用磁力搅拌器搅拌均匀，即成为干膜润滑喷剂。将制备好的干膜喷 剂涂覆在工件上，常温下或加温情况下待其挥发掉溶剂后即可在工件表 面上形成干膜。\n本发明的较为特征的涂覆方法如下所述：在0.2-0.3MPa气压下，将 干膜润滑喷剂喷涂于经前述经表面处理的工件表面，本发明的涂层厚度 控制在20-80μm即可达到满意的效果，最佳厚度为30-50μm。在空 气中放置4小时以上，即可形成干膜，在室温情况下的较佳固化时间是 自然放置7天以上。或可采用在室温自然放置4小时以上，于烘箱中以 2-3℃/min的速度缓慢升温到30一40℃预固化2小时，再以2-3℃/min 的速度升温到60-90℃，恒温4-6小时，然后自然冷却到室温。\n分别检测干膜润滑剂的涂层厚度，粘结强度(划圈法) (GB1720-79)，柔韧性(GB1731-79)，冲击强度(GB1732-79)，耐盐雾 性：(GB1771-79)和摩擦磨损性能(MRH-3型环-块试验机上进行试验条 件为：转速1000r/min(2.5m/s)、负荷312N)。\n本发明同现有技术相比，干膜润滑剂可以在室温下固化，并具有低 污染，长寿命等特点。可以用作如导轨、销轴、滑动轴承、办公机械等 滑动摩擦部件的润滑耐磨涂层，起到降低摩擦，减少部件磨损的作用。\n[附图说明]\n表1所示，本发明的水性环氧粘结干膜润滑剂达到的基本性能表。\n     水性环氧粘结干膜润滑剂的基本性能   测定项目   性能   测试方法   粘结强度(划圈法)   1级   GB1720-79   柔韧性mm   涂层无剥离   GB1731-79   抗冲击cm   ＞50   GB1732-79   耐盐雾性   200小时   GB1771-79   摩擦系数   0.14-0.20   MRH-3型试验机：转速   1000r/min、负荷312N   磨损m/μm   ＞200\n表1\n实施例一，本发明提供一种较好的配方：\n组分                                        重量分数\n环氧树脂                                    100份\n固化剂                                      20份\n聚四氟乙烯/二硫化钼/石墨的一种或几种        30份\n氧化铬、氧化铜或氧化铝其中之一              10份\n凹凸棒石                                    2份\n三聚氰胺尿络合物                            0份\n十二烷基磺酸钠                              2份\n亚硝酸钠                                    1份\n稀释剂(水或水/乙醇)                         100份\n实施例二，本发明提供一种较优的配方：\n组分                                        重量分数\n环氧树脂                                    100份\n固化剂                                      50份\n聚四氟乙烯/二硫化钼/石墨的一种或几种        80份\n氧化铬、氧化铜或氧化铝其中之一              140份\n凹凸棒石                                    10份\n三聚氰胺尿络合物                            30份\n十二烷基磺酸钠                              5份\n亚硝酸钠                                    4份\n稀释剂(水或水/乙醇)                         400份\n[具体实施方式]\n实施例1：\n称取环氧树脂100份，聚四氟乙烯40份，二硫化钼15份，氧化铬 15份，凹凸棒石8份，三聚氰胺尿络合物25份，十二烷基磺酸钠6份， 亚硝酸钠2份，加入水稀释剂在玻璃研钵中研磨混合后于锥形磨机分散 后，加入水性固化剂40份，用磁力搅拌器搅拌均匀，即成为干膜润滑 喷剂。在0.2-0.3MPa气压下，将干膜润滑喷剂喷涂于经喷砂处理的不 锈钢表面，自然放置7天固化。制备的干膜涂层为40-50μm，粘结强 度1级，摩擦系数0.16-0.18，磨损243m/μm，抗冲击性60，在潮湿 空气中放置1年后无明显腐蚀现象出现。\n实施例2：\n称取环氧树脂100份，聚四氟乙烯30份，氧化铜12份，凹凸棒石 6份，十二烷基磺酸钠6份，亚硝酸钠1份，加入水/乙醇稀释剂在玻璃 研钵中研磨混合后于锥形磨机分散后，加入水性固化剂35份，用磁力 搅拌器搅拌均匀，即成为干膜润滑喷剂。在0.2-0.3MPa气压下，将干 膜润滑喷剂喷涂于砂纸打磨的不锈钢表面，自然放置7天固化。制备的 干膜涂层为30-40μm，粘结强度2级，摩擦系数0.16-0.19，磨损281m /μm。\n实施例3：\n称取环氧树脂100份，聚四氟乙烯20份，石墨30份，氧化铝10 份，凹凸棒石8份，十二烷基磺酸钠8份，亚硝酸钠1份，加入水稀释 剂在玻璃研钵中研磨混合后于锥形磨机分散后，加入水性固化剂40份， 用磁力搅拌器搅拌均匀，即成为干膜润滑喷剂。在0.2-0.3MPa气压下， 将干膜润滑喷剂喷涂于阳极氧化的铝合金表面，自然放置7天固化。制 备的干膜涂层为40-50μm，粘结强度1级，摩擦系数0.17-0.19，磨 损329m/μm。\n实施例4：\n将实施例1制备的干膜固化条件变为室温放置24小时后，于烘箱 中以2-3℃/min的速度缓慢升温到40℃预固化2小时，再以2-3℃/min 的速度升温到75℃，恒温4.5小时，然后自然冷却到室温。制备的涂层 厚度为40-50μm，粘结强度1级，摩擦系数0.15-0.16，磨损407m/ μm，在潮湿空气中放置1年后无明显腐蚀现象出现。\n实施例5：\n将实施例2制备的干膜固化条件变为室温放置24小时后，于烘箱 中以2-3℃/min的速度缓慢升温到40℃预固化2小时，再以2-3℃/min 的速度升温到60℃，恒温5小时，然后自然冷却到室温。制备的涂层厚 度为40-50μm，粘结强度1级，摩擦系数0.17-0.18，磨损498m/ μm。