CN101423726A

CN101423726A - 二硫化钼高分散改性环氧树脂耐磨涂层材料及其制备方法

Info

Publication number: CN101423726A
Application number: CNA2008102039937A
Authority: CN
Inventors: 郭强; 张卫东; 潘国梁; 刘海彬; 王娴娴
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2009-05-06

Abstract

本发明涉及一种二硫化钼高分散改性环氧树脂耐磨涂层材料及其制备方法。该涂层材料为A、B双组分的涂层材料，其中B组分为固化剂，其质量为A组分质量的5～30％；所述的A组分的组成及质量百分比为：环氧树脂25～45％，固体润滑剂20～36％，偶联剂1～4％，有机溶剂25～55％。本发明提高了固体润滑剂二硫化钼与双酚A型环氧树脂树脂溶液的相容性，克服了固体润滑剂在树脂溶液中分散性差的问题，解决了高分子固体润滑涂料浓度不均匀，厚度控制较难等缺点，涂层有疵点等缺点。其制备方法简单，易操作。

Description

二硫化钼高分散改性环氧树脂耐磨涂层材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂耐磨涂层材料及其制备方法，特别是一种二硫化钼高分散改性环氧树脂耐磨涂层材料及其制备方法。

背景技术

导弹系统和航空航天飞行器中普遍应用固体润滑技术，而先浸油、后失油干运转的双工况、长期干运转工况、连续高负载工况等均体现工况恶劣、技术要求高，因此要求固体润滑膜具有高耐磨特性。高分子基粘结型固体润滑膜可以满足上述要求，但是高分子基粘结型固体润滑膜复合膜的外表面树脂基粘结涂层存在固体润滑剂沉淀，涂料保存期短，涂层时有疵点，厚度控制较难等缺点，必须进一步提高固体润滑剂在高分子树脂基体中的分散性。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种二硫化钼高分散改性环氧树脂耐磨涂层材料。

本发明的目的之二在于提供该涂层材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种二硫化钼高分散改性环氧树脂耐磨涂层材料，为A、B双组分的涂层材料，其特征在于所述的B组分为固化剂，其质量为A组分质量的5～30％；所述的A组分的组成及质量百分比为：环氧树脂25～45％，固体润滑剂20～36％，偶联剂1～4％，有机溶剂25～55％。

上述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51或双酚A型环氧树脂E44。

上述的固体润滑剂的组成及质量百分比为：

粒径为0.1～100μm的二硫化钼 50～100％，

粒径为0.01～10μm的石墨 0～50％，

粒径为0.1～10μm的氟化石墨 0～50％，

粒径为0.1～5μm三氧化钼 0～50％；

上述各组分质量百分比之和为100％。

上述的偶联剂的组成及质量百分比为：

有机钼酸酯 50～100％，

γ-氨丙基三乙氧基硅烷 0～50％，

湿润分散剂BYK142 0～50％；

上述各组分质量百分比之和为100％。

上述的有机溶剂为二甲苯与1-丁醇组成的复合溶剂，其中二甲苯所占质量百分比为40～70％，1-丁醇所占质量百分比为30～60％。

上述的B组分固化剂为1，2-二氨基乙烷或二亚乙基三胺。

一种制备上述的二硫化钼高分散改性环氧树脂耐磨涂层材料的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

1.将固体润滑剂与偶联剂溶于有机溶剂中，经超声波振荡分散均匀，得偶联剂改性的高分散固体润滑剂；

2.将环氧树脂60～80℃下恒温30～90分钟，得到低粘度环氧树脂，或者恒温后溶于有机溶剂中使之完全溶解得到低粘度环氧树脂溶液；

3.将步骤a所得偶联剂改性的高分散固体润滑剂与步骤b所得低粘度环氧树脂或低粘度环氧树脂溶液充分混合，使偶联剂改性的高分散固体润滑剂均匀分散在低粘度环氧树脂或低粘度环氧树脂溶液中，得所需的高分散二硫化钼改性环氧树脂耐磨涂层材料的A组分；

4.按上述的比例称取固化剂作为B组分；

即得二硫化钼高分散改性环氧树脂耐磨涂层材料。

在使用时，将A组分与B组分强力搅拌，超声分散高效混合均匀，得到高分散二硫化钼改性环氧树脂耐磨涂料。用小型空气喷枪将涂料喷涂在器件表面，80～140℃下固化4～8小时，得到二硫化钼高分散改性的环氧树脂耐磨涂层。

试样涂层按GB 1720—79测试涂层附着力为1～2级，GB/T 1732—93测试涂层抗冲击强度为50cm。

本发明与现有技术相比较，具有如下突出特点和显著优点：现有技术下复合膜的外表面树脂基粘结涂层存在固体润滑剂沉淀，涂层时有疵点。本发明提高了固体润滑剂二硫化钼与双酚A型环氧树脂树脂溶液的相容性，克服了固体润滑剂在树脂溶液中分散性差的问题，解决了高分子固体润滑涂料浓度不均匀，厚度控制较难等缺点，涂层有疵点等缺点。其制备方法简单，易操作。

具体实施方式

下面给出五个二硫化钼高分散改性的环氧树脂耐磨涂层实施例：

实施例一：

1.取粒径为0.1μm的二硫化钼20g，将二硫化钼微粒100℃下干燥12小时除去水分，置于50g甲苯溶剂中，用超声波振荡仪清洗去除微粒表面残留杂质。分别取有机钼酸酯偶联剂和γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂各1g，溶于14g二甲苯与6g1-丁醇混合所得复合型溶剂中，加入上述20g二硫化钼，经超声波振荡分散均匀，得到用于环氧树脂耐磨涂层的偶联剂改性高分散二硫化钼。

2.取25g双酚A型环氧树脂E51在60℃下恒温90分钟，然后溶于17.5g二甲苯与7.5g1-丁醇混合所得复合型溶剂中，采用强力搅拌、超声分散等方法使之完全溶解得到低粘度环氧树脂溶液。

3.将上述偶联剂改性高分散二硫化钼加入低粘度环氧树脂溶液，采用强力搅拌、超声分散等方法使二硫化钼均匀分散，得所需的高分散二硫化钼改性环氧树脂耐磨涂料A组分。

4.固化剂二亚乙基三胺为B组分，

取8gB组分与上述A组分经过强力搅拌，超声分散高效混合均匀，得到高分散二硫化钼改性环氧树脂耐磨涂料。用小型空气喷枪将涂料喷涂在A3铁片表面，80℃下固化8小时，得到二硫化钼高分散改性的环氧树脂耐磨涂层。

实施例二：

1.取粒径为50μm的二硫化钼12g，将二硫化钼微粒110℃下干燥10小时除去水分，置于50g甲苯溶剂中，用超声波振荡仪清洗去除微粒表面残留杂质，取粒径为10μm的石墨11.5g，将石墨微粒110℃下干燥5小时除去水分，置于50g甲苯溶剂中，用超声波振荡仪清洗去除微粒表面残留杂质。分别取有机钼酸酯偶联剂和湿润分散剂BYK142各0.75g，溶于14g二甲苯与6g1-丁醇混合所得复合型溶剂中，加入上述12g二硫化钼和11.5g石墨，经超声波振荡分散均匀，得到用于环氧树脂耐磨涂层的偶联剂改性高分散二硫化钼复合固体润滑剂。

2.取30g双酚A型环氧树脂E51在70℃下恒温60分钟，然后溶于10.5g二甲苯与3.5g1-丁醇混合所得复合型溶剂中，采用强力搅拌、超声分散等方法使之完全溶解得到低粘度环氧树脂溶液。

3.将上述偶联剂改性高分散二硫化钼复合固体润滑剂加入低粘度环氧树脂溶液，采用强力搅拌、超声分散等方法使二硫化钼复合固体润滑剂均匀分散，得所需的高分散二硫化钼改性环氧树脂耐磨涂料A组分。

4.固化剂二亚乙基三胺为B组分，取10gB组分与上述A组分经过强力搅拌，超声分散高效混合均匀，得到高分散二硫化钼改性环氧树脂耐磨涂料。用小型空气喷枪将涂料喷涂在A3铁片表面，100℃下固化6小时，得到二硫化钼高分散改性的环氧树脂耐磨涂层。

实施例三：

1.取粒径为150μm的二硫化钼18g，将二硫化钼微粒120℃下干燥8小时除去水分，置于50g甲苯溶剂中，用超声波振荡仪清洗去除微粒表面残留杂质，取粒径为1μm的氟化石墨10g，将氟化石墨微粒100℃下干燥5小时除去水分，置于50g甲苯溶剂中，用超声波振荡仪清洗去除微粒表面残留杂质。取有机钼酸酯偶联剂1g，溶于18g二甲苯与12g1-丁醇混合所得复合型溶剂中，加入上述18g二硫化钼和10g氟化石墨，经超声波振荡分散均匀，得到用于环氧树脂耐磨涂层的偶联剂改性高分散二硫化钼复合固体润滑剂。

2.取35g双酚A型环氧树脂E44在80℃下恒温30分钟得到低粘度环氧树脂。

3.将上述偶联剂改性高分散二硫化钼复合固体润滑剂加入低粘度环氧树脂，采用强力搅拌、超声分散等方法使二硫化钼复合固体润滑剂均匀分散，得所需的高分散二硫化钼改性环氧树脂耐磨涂料A组分。

4.固化剂二亚乙基三胺为B组分，取6gB组分与上述A组分经过强力搅拌，超声分散高效混合均匀，得到高分散二硫化钼改性环氧树脂耐磨涂料。用小型空气喷枪将涂料喷涂在A3铁片表面，140℃下固化4小时，得到二硫化钼高分散改性的环氧树脂耐磨涂层。

实施例四：

1.取粒径为150μm的二硫化钼18g，将二硫化钼微粒120℃下干燥8小时除去水分，置于50g甲苯溶剂中，用超声波振荡仪清洗去除微粒表面残留杂质，取粒径为1μm的三氧化钼10g，将三氧化钼微粒100℃下干燥5小时除去水分，置于50g甲苯溶剂中，用超声波振荡仪清洗去除微粒表面残留杂质。取有机钼酸酯偶联剂1g，溶于18g二甲苯与12g1-丁醇混合所得复合型溶剂中，加入上述18g二硫化钼和10g三氧化钼，经超声波振荡分散均匀，得到用于环氧树脂耐磨涂层的偶联剂改性高分散二硫化钼复合固体润滑剂。

实施例五：

1.取粒径为150μm的二硫化钼14g，将二硫化钼微粒120℃下干燥8小时除去水分，置于50g甲苯溶剂中，用超声波振荡仪清洗去除微粒表面残留杂质，取粒径为1μm的石墨5g，将石墨微粒120℃下干燥5小时除去水分，置于20g甲苯溶剂中，用超声波振荡仪清洗去除微粒表面残留杂质，取粒径为1μm的氟化石墨5g，将氟化石墨微粒110℃下干燥5小时除去水分，置于20g甲苯溶剂中，用超声波振荡仪清洗去除微粒表面残留杂质，取粒径为1μm的三氧化钼4g，将三氧化钼微粒110℃下干燥5小时除去水分，置于15g甲苯溶剂中，用超声波振荡仪清洗去除微粒表面残留杂质。取有机钼酸酯偶联剂1g，溶于18g二甲苯与12g1-丁醇混合所得复合型溶剂中，加入上述14g二硫化钼、5g石墨、5g氟化石墨、4g三氧化钼，经超声波振荡分散均匀，得到用于环氧树脂耐磨涂层的偶联剂改性高分散二硫化钼复合固体润滑剂。

3.将上述偶联剂改性高分散二硫化钼复合固体润滑剂加入低粘度环氧树脂，采用强力搅拌、超声分散等方法使二硫化钼均匀分散，得所需的高分散二硫化钼改性环氧树脂耐磨涂料A组分。

Claims

1.一种二硫化钼高分散改性环氧树脂耐磨涂层材料，为A、B双组分的涂层材料，其特征在于所述的B组分为固化剂，其质量为A组分质量的5～30％；所述的A组分的组成及质量百分比为：环氧树脂25～45％，固体润滑剂20～36％，偶联剂1～4％，有机溶剂25～55％。

2.根据权利要求1所述的二硫化钼高分散改性环氧树脂耐磨涂层材料，其特征在于所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51或双酚A型环氧树脂E44。

3.根据权利要求1所述的二硫化钼高分散改性环氧树脂耐磨涂层材料，其特征在于所述的固体润滑剂的组成及质量百分比为：

粒径为0.1～100μm的二硫化钼 50～100％，

粒径为0.01～10μm的石墨 0～50％，

粒径为0.1～10μm的氟化石墨 0～50％，

粒径为0.1～5μm三氧化钼 0～50％；

上述各组分质量百分比之和为100％。

4.根据权利要求1所述的二硫化钼高分散改性环氧树脂耐磨涂层材料，其特征在于所述的偶联剂的组成及质量百分比为：

有机钼酸酯 50～100％，

γ-氨丙基三乙氧基硅烷 0～50％，

湿润分散剂BYK142 0～50％；

上述各组分质量百分比之和为100％。

5.根据权利要求1所述的二硫化钼高分散改性环氧树脂耐磨涂层材料，其特征在于所述的有机溶剂为二甲苯与1-丁醇组成的复合溶剂，其中二甲苯所占质量百分比为40～70％，1-丁醇所占质量百分比为30～60％。

6.根据权利要求1所述的二硫化钼高分散改性环氧树脂耐磨涂层材料，其特征在于所述的B组分固化剂为1，2-二氨基乙烷或二亚乙基三胺。

7.一种制备根据权利要求1所述的二硫化钼高分散改性环氧树脂耐磨涂层材料的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a.将固体润滑剂与偶联剂溶于有机溶剂中，经超声波振荡分散均匀，得偶联剂改性的高分散固体润滑剂；

b.将环氧树脂60～80℃下恒温30～90分钟，得到低粘度环氧树脂，或者恒温后溶于有机溶剂中使之完全溶解得到低粘度环氧树脂溶液；

c.将步骤a所得偶联剂改性的高分散固体润滑剂与步骤b所得低粘度环氧树脂或低粘度环氧树脂溶液充分混合，使偶联剂改性的高分散固体润滑剂均匀分散在低粘度环氧树脂或低粘度环氧树脂溶液中，得所需的高分散二硫化钼改性环氧树脂耐磨涂层材料的A组分；

d.按上述的比例称取固化剂作为B组分；

即得二硫化钼高分散改性环氧树脂耐磨涂层材料。