CN105733372B - 标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料，按重量百分比计，包括以下组分：二硫化钼6‑10％，二硫化钨5‑9％，氮化硼3‑8％，金刚砂3‑8％，石墨2‑6％，铜粉2‑4％，水性粘结剂35‑45％，固化剂5‑15％，稀释剂10‑20％，成膜助剂0.5‑1.5％；本发明还公开了该标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料的制备方法及其在标准件上的应用。本发明的标准件涂覆复合润滑耐磨涂料所形成的润滑耐磨涂层综合性能优异，具有高承载性、高耐磨性、耐高温性、防卡性、附着力强、低摩擦系数的特点，且有效延长了标准件的使用寿命。

Description

标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于新材料领域，涉及一种标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料，尤其涉及标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料及其制备方法和应用。
背景技术
螺栓螺帽等标准件在各个行业的使用极其普遍。随着社会的不断发展，对螺栓螺帽等标准件的使用要求越来越高，尤其是耐磨性、自润滑性、防卡性等，以确保其工作性能和使用寿命。
传统的螺栓螺帽等标准件的耐磨、润滑、防卡等性能多依赖于润滑油、润滑脂和低端的固体润滑材料。由于成膜速度慢或膜层具有过强的流动性，润滑油膜的厚度大、附着性低，冗余的润滑剂容易造成爬行、扩散、渗透和污染，甚至沾染灰尘、滋生细菌等；后者由于附着力不强、耐高温情况差等因素，使其润滑效果很不理想，导致磨损快、可靠性差、使用寿命短；且螺栓螺帽等标准件在实际应用过程中容易存在的润滑、耐磨和防卡死的问题。
而对于生产力高度发展的今天，多种设备对螺栓螺帽等标准件的使用性能要求也高，原本的传统模式已经不能适应。因此，如何开发出一种润滑效果好、耐磨性强、使用寿命长的复合润滑耐磨涂层，是目前本领域技术人员所面临的主要技术难题。
发明内容
本发明为解决现有技术中的上述问题，提供了标准件表面涂覆的复合润滑耐磨涂层涂料，该涂料由二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、金刚砂、石墨、铜粉等作为润滑材料，以改性环氧聚丙烯树脂为粘结剂、以氨基树脂为固化剂，按不同的比例配方，经混合搅拌研磨而成。该标准件复合润滑耐磨涂层的技术方案是以标准件复合耐磨涂层涂料涂覆于螺栓螺帽等标准件表面，形成一层致密的润滑涂层的工艺过程。
为实现上述目的，本发明采用以下涂料配方技术方案：
本发明的第一个方面是提供一种标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料，按重量百分比计，包括以下组分：
进一步地，所述标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料，按重量百分比计，包括以下组分：
进一步地，所述标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料，按重量百分比计，包括以下组分：
进一步地，按标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料的总重量计，所述标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料还包括2-5％的硅碳氢(SiCH)润滑油和2-6％的己内酰胺；优选为3.5-4.5％的硅碳氢(SiCH)润滑油和4-5％的己内酰胺；二硫化钼、硅碳氢润滑油和己内酰胺的复配构成MoS2薄膜/SiCH油复合润滑体系，具有质地柔软、强度高、弹性大、抗氧化性好、耐腐蚀性好、摩擦因数小、磨损率低的特点。
更为优选的是，按标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料的总重量计，所述标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料还包括0.5-1％的立方氮化硼(CBN)，优选为0.7％的立方氮化硼(CBN)，立方氮化硼的粒径为80-200nm，立方氮化硼(CBN)与二硫化钼、硅碳氢润滑油复配效果更好，在高温高压下具有优良的减摩抗磨性能，其摩擦因数随温度的升高而增加,随压力的增加而降低。
进一步地，所述二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、金刚砂、石墨和铜粉的粒径为0.3-0.6μm；优选地，所述二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、金刚砂、石墨和铜粉的粒径为0.4-0.5μm。
进一步地，所述水性粘结剂为水性改性环氧聚丙烯树脂。
进一步地，所述固化剂为氨基树脂。
进一步地，所述稀释剂为水或乙醇或其混合物。
进一步地，所述成膜助剂按重量百分比计由丙二醇苯醚75～80％、醇酯十二20～25％配制而成。
本发明的第二个方面提供一种标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方比例称取各原料组分，将稀释剂倒入配料捅，于60r/min搅拌；
(2)向稀释剂溶液中加入水性粘接剂，600r/min搅拌30分钟；
(3)加入固化剂，1000r/min，搅拌60分钟；
(4)依次加入二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、金刚砂、石墨、铜粉，2000r/min，搅拌60分钟；
(5)加入成膜助剂，于50r/min搅拌40分钟后，采用高速研磨机研磨2遍，过滤，分装，即得。
本发明的第三个方面是提供一种标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料在标准件上的应用，包括以下步骤：
(1)前处理：对标准件表面清洗干净，除去灰尘、油渍，进行磷化处理；
(2)烘干：将磷化后的标准件用水清洗，于80-120℃下，烘干10-30min，冷却至40-60℃温度或自然冷却至常温；
(3)喷涂：将烘干后的标准件置于40-60℃温度下10-20min进行预热，采用喷涂设备喷涂复合润滑耐磨涂层，喷涂厚度为5-25μm；
(4)高温烧结：将上述喷涂后的标准件放入200-300℃的烧结炉中进行高温烧结，烧结时间30-50min，冷却，即得复合润滑耐磨涂层。
进一步地，所述高温烧结温度为200-300℃，烧结时间为35-40min。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明使用标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料所制作的复合润滑耐磨涂层，通过对多种固体润滑材料的选择和搭配，应用相应的工艺技术，有效地对螺栓螺帽等标准件润滑性、耐磨性、防卡粘性能等进行了改观，各项技术指标达到了预期要求，有效解决了螺栓螺帽等标准件在实际应用过程中存在的润滑、耐磨和防卡死问题；综合性能优异，具有高承载性、高耐磨性、耐高温性、附着力强、低摩擦系数的特点，且有效延长了螺栓螺帽等标准件的使用寿命；本发明标准件复合润滑耐磨涂层涂料已在在国内多家专业螺栓螺帽等标准件企业进行实验测试，取得良好的效果。
具体实施方式
本发明提供了标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料和涂层制备方法及其应用，该标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料所形成的润滑涂层，主要应用于螺栓螺帽等标准件的润滑、耐磨和防卡等，通过把多种固体润滑材料的润滑优势组合叠加起来，以满足罗刷螺帽等标准件在多种工况的润滑耐磨需求。
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1 标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料的制备，按重量百分比计，包括以下组分：
本实施例的标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料采用以下方法制备，具体包括以下步骤：
(1)按配方比例称取各原料组分，将稀释剂倒入配料捅，于60r/min搅拌；
(2)向稀释剂溶液中加入水性粘接剂，600r/min搅拌30分钟；
(3)加入固化剂，1000r/min，搅拌60分钟；
(4)依次加入二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、金刚砂、石墨、铜粉，2000r/min，搅拌60分钟；
(5)加入成膜助剂，于50r/min搅拌40分钟后，采用高速研磨机研磨2遍，过滤，分装，即得标准件复合润滑耐磨涂层涂料1。
实施例2 标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料的制备，按重量百分比计，包括以下组分：
本实施例的制备方法同实施例1相同，制得的标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料2。
实施例3 标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料的制备，按重量百分比计，包括以下组分：
本实施例的制备方法同实施例1相同，制得的标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料3。
实施例4 标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料的制备，按重量百分比计，包括以下组分：
本实施例的制备方法同实施例1相同，制得的标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料4。
实施例5 标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料的制备，按重量百分比计，包括以下组分：
本实施例的制备方法同实施例1相同，制得的标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料5。
应用实施例
本发明实施例1-3制得的标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料在螺杆螺帽等标准件上的应用，具体方法包括以下步骤：
(1)前处理：对标准件表面清洗干净，除去灰尘、油渍，进行磷化处理；
(2)烘干：将磷化后的标准件用水清洗，于80-120℃下，烘干10-30min，冷却至室温；
(3)喷涂：将烘干后的标准件置于40-60℃温度下10-20min进行预热，采用喷涂设备分别涂覆上述实施例1-3制备的复合润滑耐磨涂层，喷涂厚度为5-25μm；
(4)高温烧结：将上述喷涂后的标准件放入200-300℃的烧结炉中进行高温烧结，烧结时间30-50min，冷却，即得有复合润滑、耐磨涂层的标准件。
试验例1-3为采用本发明实施例1-3制备的标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料用在螺杆螺帽等标准件所形成的润滑涂层，对比例为未涂覆涂层的螺杆螺帽，各性能检测结果具体如下表一所示：
表一 各性能检测数据
由上述各实施例检测数据可知，采用本发明的标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料用于螺杆螺帽润滑涂层，相比未使用该复合润滑耐磨涂料的对比例，承载压力、耐磨性和耐高温性具有显著的提高，承载压力最高可达230kg/cm2，耐高温性可达500℃，降低了摩擦系数，有效延长了螺栓螺帽等标准件的使用寿命，各项技术指标达到了预期要求，有效解决了螺栓螺帽等标准件在实际应用过程中存在的润滑、耐磨和防卡死问题。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (6)

1.标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料，其特征在于，按重量百分比计，包括以下组分：
二硫化钼 7-8%
二硫化钨 6-8%
氮化硼 5-7%
金刚砂 5-6%
石墨 3-5%
铜粉 2-3%
水性粘结剂 38-42%
固化剂 8-12%
稀释剂 14-17%
成膜助剂 0.8-1.2%；
其中，所述固化剂为氨基树脂；
所述成膜助剂按重量百分比计由丙二醇苯醚75~80%、醇酯十二20~25%配制而成；
所述水性粘结剂为水性改性环氧聚丙烯酸树脂；
以及还包括2-5％的硅碳氢(SiCH)润滑油和2-6％的己内酰胺。
2.根据权利要求1所述的标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料，其特征在于，所述二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、金刚砂、石墨和铜粉的粒径为0.3-0.6μm。
3.根据权利要求1所述的标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料，其特征在于，所述稀释剂为水或乙醇或两者的混合物。
4.如权利要求1-3任一项所述标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按配方比称取各原料组分，将稀释剂倒入配料桶 ，于60r/min搅拌；
（2）向稀释剂中加入水性粘接剂，600r/min搅拌30分钟；
（3）加入固化剂，1000r/min搅拌60分钟；
（4）依次加入二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、金刚砂、石墨、铜粉，2000r/min搅拌60分钟；
（5）加入成膜助剂，于50r/min搅拌40分钟后，采用高速研磨机研磨2遍，过滤，分装，即得。
5.如权利要求1-3任一项所述标准件涂覆的复合润滑耐磨涂料在标准件上的应用，其特征在于，包括以下步骤：
（1）前处理：将标准件表面清洗干净，除去灰尘、油渍，进行磷化处理；
（2）烘干：将磷化后的标准件用水清洗，于80-120℃下烘干10-30min，冷却至40-60℃温度或自然冷却至常温；
（3）喷涂：将烘干后的标准件置于40-60℃温度下10-20min进行预热，采用喷涂设备喷涂复合润滑耐磨涂料，喷涂厚度为5-25μm；
（4）高温烧结：将上述喷涂后的标准件放入200-300℃的烧结炉中进行高温烧结，烧结时间30-50min，冷却，即得。
6.根据权利要求5所述的应用方法，其特征在于，所述高温烧结温度为200-300℃，烧结时间为35-40min。
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