CN105602368A - 一种高粘接性的减摩涂层材料 - Google Patents

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Abstract

本发明一种高粘接性的减摩涂层材料中的偶联剂很好地将石墨粉末、二硫化钼粉末、氧化锌粉末与树脂粘结，增强了粉末与树脂的粘合强度，也有利用提高粉末在涂料中的分散性。聚钛酸丁酯树脂和树脂的粘接性提高了涂层与零件表面的粘结力，从而达到固化后石墨粉末、二硫化钼粉末、氧化锌粉末有效地粘合在零件表面，掉粉少的目的，提高了减摩涂层的使用寿命。有机溶剂选用沸点低，与树脂相容性好的有机物，不仅提高了粉末的分散性，也可达到室温固化的目的。本发明的减摩涂层材料，颗粒与零件表面粘接性高，减摩效果好，使用寿命长，可用于汽车配件、铁路车辆配件、风力发电机组、船舶零件等，具有很好的应用前景。

Description

一种高粘接性的减摩涂层材料
技术领域
本发明涉及一种与金属表面粘接性高的减少摩擦涂层防腐材料，尤其涉及一种高粘接性的减摩涂层材料。
背景技术
设备日常运行时存在着摩擦，不利的摩擦造成能量的无益损耗和设备寿命的缩短，并降低了机械效率。摩擦损耗是一种表面行为，因此表面改性处理逐渐成为改善摩擦损耗性能的新手段。表面改性的主要手段有两种：一是使材料形成具有非金属性质的摩擦面；二是使材料在较大的使用条件范围内具有良好的机械性能，如喷涂、电镀和离子注入等表面处理技术都可以达到上述目的。用于喷涂、电镀和离子注入的涂层材料有很多，自润滑材料是其中最具有应用前景的材料之一。
石墨和二硫化钼是最常用的自润滑材料。石墨和二硫化钼为层状结构的晶体，层间结合力很弱，极易发生层间剪切，当与其它材料对磨时，显示出出低的摩擦系数，从而表现出自润滑性能。将石墨粉末或二硫化钼粉末均匀分散在涂料中制成减摩涂层材料，采用喷涂、刮涂和浸涂等方法在零件表面涂覆该材料溶液，可在加温固化或室温固化后能大大降低零件表面的摩擦系数。室温固化的减摩涂层在应用上有节省能源和适用于不能加温的制程工艺。
但是，现有的室温固化的减摩涂层在应用中往往遇到以下问题：固化后，减摩涂层的颗粒成分与金属表面粘接性不好，导致颗粒掉粉，污染使用环境和减少涂层的使用寿命。
发明内容
对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种减少固化后掉粉的高粘接性的减摩涂层材料。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高粘接性的减摩涂层材料，所述减摩涂层材料由二硫化钼粉末、氧化锌粉末、石墨粉末、聚钛酸丁酯树脂、树脂、硅烷偶联剂和有机溶剂组成。
进一步地，所述二硫化钼粉末的颗粒粒径为10nm-100nm，含量为减摩涂层材料总质量的1％-5％，以质量百分比计。
进一步地，所述氧化锌粉末的颗粒粒径为50nm-100nm，含量为减摩涂层材料总质量的0.1％-0.5％，以质量百分比计。
进一步地，所述石墨粉末的颗粒粒径为50nm-100nm，含量为减摩涂层材料总质量的1％-5％，以质量百分比计。
进一步地，所述聚钛酸丁酯树脂的聚合度为1000-5000，含量为减摩涂层材料总质量的2％-10％，以质量百分比计。
进一步地，所述树脂为含烷氧基有机硅树脂、环氧树脂或有机硅改性的环氧树脂，含量为减摩涂层材料总质量的5％-10％，以质量百分比计。
进一步地，所述硅烷偶联剂含量为减摩涂层材料总质量的0.1％-1％，以质量百分比计。
进一步地，所述硅烷偶联剂优选为KH550、KH560或KH570。
进一步地，所述有机溶剂优选为饱和的脂肪族烃、环状脂肪族烃、芳香族烃、卤代烷烃或卤代芳香族烃。
进一步地，所述脂肪族烃优选为乙酸丁酯，正戊烷、己烷、正庚烷、异辛烷或十二烷，所述环状脂肪族烃优选为环戊烷或环己烷，所述芳香族烃优选为苯、甲苯、二甲苯或均三甲苯，所述卤代烷烃为三氯乙烷。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明涂层材料中的偶联剂很好地将石墨粉末、二硫化钼粉末、氧化锌粉末与树脂粘结，增强了粉末与树脂的粘合强度，也有利用提高粉末在涂料中的分散性。聚钛酸丁酯树脂和树脂的粘接性提高了涂层与零件表面的粘结力，从而达到固化后石墨粉末、二硫化钼粉末、氧化锌粉末有效地粘合在零件表面，掉粉少的目的，提高了减摩涂层的使用寿命。有机溶剂选用沸点低，与树脂相容性好的有机物，不仅提高了粉末的分散性，也可达到室温固化的目的。本发明的减摩涂层材料，颗粒与零件表面粘接性高，减摩效果好，使用寿命长，可用于汽车配件、铁路车辆配件、风力发电机组、船舶零件等，具有很好的应用前景。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
将本发明所述的减摩涂层材料按照上述的组分和含量混合好后，可进行涂覆，涂覆可采用旋转涂覆、喷涂、刮涂及浸涂等工艺，将涂覆有该材料溶液在室温下固化30-60分钟，即可得到高粘接性的，不掉粉末的涂层薄膜。涂层的摩擦系数为0.05～0.1。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的实施方法：称取一定量的硅烷偶联剂溶于有机溶剂中，加入计算量的石墨粉末、二硫化钼粉末和氧化锌粉末，室温下搅拌均匀。再加入计算量的聚钛酸丁酯树脂和树脂，混合均匀后密封保存。各成分的加入量和颗粒粒径见实施例1～5。取少量配置好的减摩涂层材料采用喷涂的方法涂覆于零件表面，并测试其粘附力和摩擦系数。粘附力采用百格刀测试，摩擦系数采用摩擦系数测试仪测试。
实施例1：
二硫化钼粉末加入量2％，颗粒粒径30nm；氧化锌粉末加入量0.1％，颗粒粒径80nm；石墨粉末加入量3％，颗粒粒径60nm；聚钛酸丁酯树脂加入量6％，聚合度2000；KH570加入量0.5％；环氧树脂加入量7％；正戊烷加入量81.4％。
测试结果：划格试验1级，摩擦系数0.08。
实施例2：
二硫化钼粉末加入量2％，颗粒粒径60nm；氧化锌粉末加入量0.2％，颗粒粒径80nm；石墨粉末加入量2％，颗粒粒径80nm；聚钛酸丁酯树脂加入量4％，聚合度4000；KH560加入量0.2％；环氧树脂加入量6％；环己烷加入量85.6％。
测试结果：划格试验1级，摩擦系数0.1。
实施例3：
二硫化钼粉末加入量2.5％，颗粒粒径50nm；氧化锌粉末加入量0.5％，颗粒粒径70nm；石墨粉末加入量3％，颗粒粒径60nm；聚钛酸丁酯树脂加入量7％，聚合度3000；KH550加入量0.6％；有机硅改性的环氧树脂加入量8％；甲苯加入量78.4％。
测试结果：划格试验1级，摩擦系数0.08。
实施例4：
二硫化钼粉末加入量2％，颗粒粒径60nm；氧化锌粉末加入量0.3％，颗粒粒径70nm；石墨粉末加入量4％，颗粒粒径60nm；聚钛酸丁酯树脂加入量5％，聚合度3000；KH570加入量0.7％；环氧树脂加入量8％；正戊烷加入量80％。
测试结果：划格试验1级，摩擦系数0.09。
实施例5：
二硫化钼粉末加入量4％，颗粒粒径50nm；氧化锌粉末加入量0.4％，颗粒粒径60nm；石墨粉末加入量3％，颗粒粒径60nm；聚钛酸丁酯树脂加入量7％，聚合度3000；KH550加入量0.8％；有机硅改性的环氧树脂加入量8％；三氯乙烷加入量76.8％。
测试结果：划格试验1级，摩擦系数0.06。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明涂层材料中的偶联剂很好地将石墨粉末、二硫化钼粉末、氧化锌粉末与树脂粘结，增强了粉末与树脂的粘合强度，也有利用提高粉末在涂料中的分散性。聚钛酸丁酯树脂和树脂的粘接性提高了涂层与零件表面的粘结力，所选用的树脂本身有粘性，从而达到固化后石墨粉末、二硫化钼粉末、氧化锌粉末有效地粘合在零件表面，掉粉少的目的，提高了减摩涂层的使用寿命。有机溶剂选用沸点低，与树脂相容性好的有机物，不仅提高了粉末的分散性，也可达到室温固化的目的。本发明的减摩涂层材料，颗粒与零件表面粘接性高，减摩效果好，使用寿命长，可用于汽车配件、铁路车辆配件、风力发电机组、船舶零件等，具有很好的应用前景。

Claims (10)

1.一种高粘接性的减摩涂层材料，其特征在于，所述减摩涂层材料由二硫化钼粉末、氧化锌粉末、石墨粉末、聚钛酸丁酯树脂、树脂、硅烷偶联剂和有机溶剂组成。
2.根据权利要求1所述的一种高粘接性的减摩涂层材料，其特征在于，所述二硫化钼粉末的颗粒粒径为10nm-100nm，含量为减摩涂层材料总质量的1％-5％，以质量百分比计。
3.根据权利要求1所述的一种高粘接性的减摩涂层材料，其特征在于，所述氧化锌粉末的颗粒粒径为50nm-100nm，含量为减摩涂层材料总质量的0.1％-0.5％，以质量百分比计。
4.根据权利要求1所述的一种高粘接性的减摩涂层材料，其特征在于，所述石墨粉末的颗粒粒径为50nm-100nm，含量为减摩涂层材料总质量的1％-5％，以质量百分比计。
5.根据权利要求1所述的一种高粘接性的减摩涂层材料，其特征在于，所述聚钛酸丁酯树脂的聚合度为1000-5000，含量为减摩涂层材料总质量的2％-10％，以质量百分比计。
6.根据权利要求1所述的一种高粘接性的减摩涂层材料，其特征在于，所述树脂为含烷氧基有机硅树脂、环氧树脂或有机硅改性的环氧树脂，含量为减摩涂层材料总质量的5％-10％，以质量百分比计。
7.根据权利要求1所述的一种高粘接性的减摩涂层材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂含量为减摩涂层材料总质量的0.1％-1％，以质量百分比计。
8.根据权利要求1所述的一种高粘接性的减摩涂层材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂优选为KH550、KH560或KH570。
9.根据权利要求1所述的一种高粘接性的减摩涂层材料，其特征在于，所述有机溶剂优选为饱和的脂肪族烃、环状脂肪族烃、芳香族烃、卤代烷烃或卤代芳香族烃。
10.根据权利要求9所述的一种高粘接性的减摩涂层材料，其特征在于，所述脂肪族烃优选为乙酸丁酯，正戊烷、己烷、正庚烷、异辛烷或十二烷，所述环状脂肪族烃优选为环戊烷或环己烷，所述芳香族烃优选为苯、甲苯、二甲苯或均三甲苯，所述卤代烷烃为三氯乙烷。
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