CN108610666B - 高温干膜润滑剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供高温干膜润滑剂，本发明提供涂料前体浆料及其形成和使用方法。所述涂料前体浆料可包含有机基料，包含聚合组分和硬化剂；无机基料，包含铝‑氮化合物、含钡的有机化合物、含镍的有机化合物、多磷酸铵和五氧化二磷；活性组分，包含Mo、Te和石墨；和溶剂。

Description

高温干膜润滑剂
技术领域
本发明通常涉及供在高温下使用的金属部件使用的干膜润滑剂和防卡塞的涂料。特定地讲，通常提供干膜润滑剂和防卡塞的涂料以便在例如燃气涡轮发动机的高温应用中使用。
背景技术
涡轮发动机需要紧固件以将各种部件和模块一起组装成工作机器。这些涡轮的操作使这些紧固件暴露于高温和腐蚀性和污染性的材料。如果未受保护，在该环境中螺母和螺栓的组合接头则可因氧化和/或磨损而卡塞，导致紧固件的高断开和运行扭矩或夹紧。在一些情况下，紧固件可在拆卸期间断裂。
干膜防卡塞润滑剂涂料有助于在这些涡轮环境暴露之后除去并重复使用紧固件。这些干膜防卡塞润滑剂涂布的部件被显著较低程度地氧化或腐蚀且在拆卸时维持较低的断开和运行扭矩和较少断裂的紧固件。然而，当前的干膜防卡塞润滑剂涂料不满足通过多次发动机修复周期而延长使用的许多所要性质。因而，需要改进的干膜防卡塞润滑剂涂料。
发明内容
本发明的方面和优势将在以下描述中部分地阐述，或者可从所述描述中显而易见，或者可通过本发明的实践得知。
通常提供涂料前体浆料以及其形成和使用方法。在一个实施方案中，所述涂料前体浆料包含有机基料，包含聚合组分和硬化剂；无机基料，包含铝-氮化合物、含钡的有机化合物、含镍的有机化合物、多磷酸铵和五氧化二磷；活性组分，包含Mo、Te和石墨；和溶剂。
在一个实施方案中，通常提供施用润滑剂组合物到部件上的方法，其可包括施用权利要求1的涂料前体浆料到所述部件的表面上；将在所述部件上的涂料前体浆料加热到约220℃-约260℃的干燥温度以除去任何溶剂，形成干燥的涂料前体；和将在所述部件上的干燥的涂料前体加热到约525℃-约600℃的固化温度以固化所述干燥的涂料前体。
在一个实施方案中，通常提供形成涂料前体浆料的方法，其包括混合第一溶液和第二溶液以形成浆料，其中所述第一溶液包含在第一溶剂中的铝-氮化合物和五氧化二磷，且其中所述第二溶液包含在第二溶剂中的五氧化二磷、含钡的有机化合物、铝-氮化合物和含镍的有机化合物；和将多磷酸铵、有机基料、石墨和二碲化钼加到所述浆料中。
本发明还涉及以下实施方案：
1. 涂料前体浆料，其包含：
有机基料，包含聚合组分和硬化剂；
无机基料，包含铝-氮化合物、含钡的有机化合物、含镍的有机化合物、多磷酸铵和五氧化二磷；
活性组分，包含Mo、Te和石墨；和
溶剂。
2. 实施方案1的涂料前体浆料，其中Mo作为钼粉、碲化钼化合物、氧化钼或其混合物存在于所述浆料中；且其中Te作为碲粉、碲化钼化合物、氧化碲或其混合物存在于所述浆料中。
3. 实施方案1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体浆料包含约4重量%-约10重量%的铝-氮化合物，且其中所述铝-氮化合物包括氮化铝。
4. 实施方案1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体浆料包含约0.5重量%-约4重量%的含钡的有机化合物。
5. 实施方案1的涂料前体浆料，其中所述含钡的有机化合物包括乙酸钡。
6. 实施方案1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体浆料包含约0.5重量%-约4重量%的含镍的有机化合物。
7. 实施方案1的涂料前体浆料，其中所述含镍的有机化合物包含四水合乙酸镍。
8. 实施方案1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体浆料包含约5重量%-约15重量%的多磷酸铵。
9. 实施方案1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体浆料包含约5重量%-约15重量%的五氧化二磷。
10. 实施方案1的涂料前体浆料，其中所述有机基料包含六亚甲基四胺和直链环氧聚合物。
11. 实施方案10的涂料前体浆料，其中所述涂料前体包含大于0重量%-约2.5重量%的六亚甲基四胺和约0.5重量%-约5重量%的直链环氧聚合物。
12. 实施方案1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体包含约1重量%-约6重量%石墨，且其中石墨作为具有约25µm-约75µm的平均粒度的颗粒存在于所述涂料前体浆料中。
13. 实施方案1的涂料前体浆料，其中钼与碲的组合为二碲化钼，且其中所述涂料前体包含约2重量%-约15重量%二碲化钼。
14. 实施方案1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体包含约0.2重量%-约3重量%钼粉和约2重量%-约15重量%二碲化钼。
15. 实施方案13的涂料前体浆料，其中所述二碲化钼、钼粉和/或碲粉作为具有约0.1µm-约3µm的平均粒度的颗粒存在于所述涂料前体浆料中。
16. 实施方案1的涂料前体浆料，其中所述溶剂包含乙醇和/或水。
17. 实施方案1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体浆料包含约4重量%-约8重量%的铝-氮化合物，其中所述铝-氮化合物包括氮化铝；约1重量%-约3重量%的含钡的有机化合物，其中所述含钡的有机化合物包括乙酸钡；约1重量%-约3重量%的含镍的有机化合物，其中所述含镍的有机化合物包括四水合乙酸镍；约8重量%-约12重量%的多磷酸铵；约7重量%-约11重量%的五氧化二磷；约2重量%-约5重量%的石墨。
18. 实施方案17的涂料前体浆料，其中所述有机基料包含六亚甲基四胺和直链环氧聚合物有机基料，且其中钼与碲的组合为二碲化钼，且另外其中所述涂料前体包含约8重量%-约12重量%二碲化钼，且另外其中所述涂料前体包含约0.2重量%-3重量%钼粉，且另外其中所述涂料前体包含约0.5-6重量%碲粉，且另外其中所述溶剂包含乙醇和水。
19. 施用润滑剂组合物到部件上的方法，所述方法包括：
施用实施方案1的涂料前体浆料到所述部件的表面上；
将在所述部件上的涂料前体浆料加热到约220℃-约260℃的干燥温度以除去任何溶剂，形成干燥的涂料前体；和
将在所述部件上的干燥的涂料前体加热到约525℃-约600℃的固化温度以固化所述干燥的涂料前体。
20. 形成涂料前体浆料的方法，所述方法包括：
混合第一溶液和第二溶液以形成浆料，其中所述第一溶液包含在第一溶剂中的铝-氮化合物和五氧化二磷，且其中所述第二溶液包含在第二溶剂中的五氧化二磷、含钡的有机化合物、铝-氮化合物和含镍的有机化合物；和
将多磷酸铵、有机基料、石墨和二碲化钼加到所述浆料中。
参考以下描述和随附权利要求书，将更好理解本发明的这些和其他特征、方面和优势。结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施方案并且与所述描述一起用来解释本发明的原理。
附图说明
参考附图在本说明书中阐述本发明的全面且允许的公开内容，包括其最佳方式(本领域的普通技术人员提到)，其中：
图1示出根据本发明的一个实施方案施用到部件的表面上的涂料前体浆料；
图2示出在加热在图1的部件的表面上的图1的涂料前体浆料之后的干燥的涂料前体；
图3示出在固化在图1的部件的表面上的图2的干燥的涂料前体之后的干膜防卡塞润滑剂涂料；
图4示出在其上具有干膜防卡塞润滑剂涂料的例示性螺纹部件；和
图5示出在其上具有干膜防卡塞润滑剂涂料的另一例示性螺纹部件。
在本说明书和附图中参考符号的重复使用旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
现将详细提及本发明的实施方案，其一个或多个实施例在附图中示出。提供各实施例来说明本发明，而不是限制本发明。实际上，本领域的技术人员将显而易见的是，可在不脱离本发明的范围或精神的情况下在本发明中进行各种修改和改变。例如，可与另一实施方案一起使用作为一个实施方案的一部分说明或描述的特征以得到又一实施方案。因此，意图是本发明涵盖归入随附权利要求书和其等效物的范围之内的这类修改和变化。
本文使用的术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以区分一种组分与另一组分且并非想要表示个别组分的位置或重要性。
化学元素在本公开内容中使用其常用化学缩写，例如通常在元素周期表中找到的化学缩写来论述。例如，氢由其常用化学缩写H表示；氦由其常用化学缩写He表示；等等。术语“化合物”在本文中使用以指键合在一起的个别元素的分子结构。例如，AlPO4为Al、P和O的化合物。
本文使用的术语“聚合物”通常包括但不限于均聚物；共聚物，例如嵌段、接枝、无规和交替的共聚物；和三聚物；及其共聚物和改性物。此外，除非另外特别限定，否则术语“聚合物”应该包括材料的所有可能几何形状的构造。这些构造包括但不限于全同立构、间规立构和无规对称性。
术语“有机”在本文中使用以指非结晶形式的由碳原子构成的一类化学化合物。例如，“有机聚合物”为在聚合物骨架中包含碳原子的聚合物，但还可包括在聚合物骨架中和/或在从聚合物骨架伸出的侧链中的其他原子(例如，氧、氮、硫等)。应该注意，并不将作为碳的结晶形式的石墨视为在该定义下的有机材料。
本文使用的术语“基本上不含”意谓存在不超过可忽略的痕量且涵盖完全不含(例如，0摩尔%至高达0.01摩尔%)。
在本公开中，除非明确陈述相反情况，否则当将一层描述为“在另一层或基材上”或“在另一层或基材上方”时，应当理解所述层可彼此直接接触或在所述层之间具有另一层或特征。因此，这些术语简单描述各层彼此的相对位置且未必是指“在……顶部”，因为相对位置高于或低于取决于设备对于观察者的定位。
通常提供高温干膜防卡塞润滑剂涂料和材料以及其制造和使用方法。在一个实施方案中，所述干膜防卡塞润滑剂涂料和材料在暴露于高温腐蚀性涡轮操作环境之后维持涂布的部件的功能和重复使用性。例如，所述高温干膜防卡塞润滑剂涂料提供具有接触磨损表面或静压面的防卡塞涂布部件，且因此提供对于受保护部件的配合表面的腐蚀、卡塞和磨损的防护。另外，涂料密封并保护涂布的材料不受对于涡轮发动机环境常见的腐蚀性气体和污染物影响。典型的应用为螺母和螺栓的配合螺纹、凸缘和螺栓面压力表面。所述干膜润滑剂涂料提供具有保证低组装的低摩擦系数和防卡塞拆卸扭矩的润滑表面。因此，当在发动机(例如，燃气涡轮发动机)内利用时，干膜防卡塞润滑剂材料可降低维护成本和发动机组装和拆卸周期，有效地降低发动机所有者的成本。
一般而言，所述干膜润滑剂涂料包含无机基料、钼组分和碲组分，尽管还可包含如下论述的另外组分。在一个实施方案中，所述钼组分和和所述碲组分为相同的单一组分(例如，碲化钼)。钼和碲通常充当提供所述涂料的润滑和防卡塞性质的活性组分。所述干膜涂料通常由还包含有机组分的涂料前体浆料形成。
在一个实施方案中，所述干膜润滑剂涂料为可用于在例如在涡轮机(例如，燃气涡轮发动机)操作期间所见到的约-50℃-约760℉的温度下操作的部件的高温干膜防卡塞润滑剂材料。
如在图1的例示性实施方案中所示，润滑防卡塞部件10通过将涂料前体浆料14施用到部件12的表面13上而形成。例如，涂料前体浆料14可在部件12的原始制造期间经由任何合适方法包括但不限于喷雾、刷涂、翻滚、旋涂或浸泡方法施用到部件12的表面13。一旦施用、干燥、固化并热处理，所得润滑的部件10在使用中通常需要最低的维护/修复/替换或者不需要维护/修复/替换。在一个实施方案中，涂料前体浆料14还可作为糊剂或喷雾或薄膜提供，所述糊剂或喷雾或薄膜可作为补漆施用以扩展并改进涂料在工作中的有效性。因此，涂料前体浆料14可施用到新的原始部件或作为修复或工作的一部分的现有部件。
在一个实施方案中，所述涂料前体为由配制成以油漆的方式涂布部件的溶解于溶剂中的有机基料、无机基料(例如，包括磷酸铵、含钡的化合物和/或含镍的化合物)和提供给涂料润滑和防卡塞性质的活性元素(例如，Mo和/或Te)构成的浆料14。
I. 有机基料
所述有机基料允许涂料的活性成分在室温下施用到并强烈粘附到部件。所述有机基料用于在施用时在部件12上形成薄膜涂层，且用于使所有其他部件一起粘合到所述部件且允许涂料以涂漆方式(刷涂、浸泡、喷雾、滚转、翻滚等)施用到部件。然而，在最终热处理所述涂料(例如，在约538℃-约600℃下)之前，有机基料在约200℃-约300℃的中间热处理期间烧掉。所述基料的有机成分在高温热处理所述干润滑剂组合物/涂料期间分解，且所得干润滑剂组合物/涂料基本上不含所述有机基料的分子组分。例如，热处理可在约200℃-约600℃、例如约250℃-约500℃的温度范围内历时足以烧掉有机基料的时间(例如，约0.5小时-约24小时)。自该温度和时间范围选择的热处理取决于正涂布的部件的温度能力。
在一个实施方案中，所述有机基料包含聚合组分、硬化组分和溶剂。在一个实施方案中，所述聚合组分包含直链苯酚-甲醛环氧聚合物以及硬化剂(即交联化合物)，包括六亚甲基四胺。
例如，在一个特定的实施方案中，所述有机基料包含在具有硬化剂(例如，六亚甲基四胺)的溶剂(例如，醇或二醇溶剂)中机械溶解(例如，经由球磨、触变混合或其他剪切混合方法)的直链苯酚-甲醛树脂(例如，酚醛清漆，其为具有小于1的甲醛与苯酚摩尔比的苯酚-甲醛树脂)。在一个实施方案中，乙醇和/或乙二醇为可使用的两种溶剂的实例。
在一个实施方案中，所述涂料前体浆料包含约0.5重量%-约7.5重量%的有机基料。在一个实施方案中，例如，所述涂料前体包含约0.5重量%-约5重量%的聚合组分和大于0重量%-约2.5重量%的硬化剂。例如，所述涂料前体可包含约0.5重量%-约5重量%的直链环氧聚合物和大于0重量%-约2.5重量%的六亚甲基四胺。
II.无机基料
如所陈述，在一个特定的实施方案中，所述无机基料包括磷酸铵、含钡的化合物和/或含镍的化合物。含有Al、Ba和Ni的材料可描述为次级活性元素，因为其为所得高温干膜防卡塞润滑剂涂料给出其润滑和防卡塞性质中的一些。也就是说，这些元素可与在涂布的部件将暴露的环境中的化合物或与在高温干膜润滑剂中的其他化合物和元素反应。作为实例，Ni可与Mo形成充当润滑剂的复合氧化物(NiO-MoO3)，且Ba同样可吸收硫酸盐且随后充当作为BaSO4的润滑剂。在一个实施方案中，这些次级活性成分作为含有九水合硝酸铝Al(NO3)3、含钡的有机化合物(例如，乙酸钡，Ba(CH3OO)2)、含镍的化合物(例如，四水合乙酸镍，Ni(CH3COO)2·4H2O)和五氧化二磷的基于乙醇和水的溶液而加入。所述干膜防卡塞润滑剂涂料不限于添加次级活性元素的这些实例以及在与环境或在可使用的涂料中的其他元素或化合物反应之后表现出润滑或防卡塞性质的元素。
所述无机基料还包括多磷酸铵。在涂料前体浆料14中的多磷酸铵充当涂料的阻燃剂。在一个实施方案中，涂料14包含约5%-约15%(例如，约8%-约12%)的多磷酸铵。多磷酸铵可作为具有约5µm-约15µm(例如，约7µm-约12µm)的平均粒度的颗粒提供。
一般而言，所述无机基料由两部分形成：第一部分，包含铝-磷化合物(例如，磷酸铝)；和第二部分，包含五氧化二磷、一种或多种任选的润滑剂和任选地一种或多种氧吸气剂。在一个特定的实施方案中，该溶液通过在溶解于例如乙醇、甲醇、甲基异丁基酮、乙酸乙酯和石脑油的溶剂或溶剂组合中的九水合硝酸铝(Al(NO3)3)和五氧化二磷P2O5的溶液之间的受控的60℃反应来产生。
所述无机基料的第一部分包括通过五氧化二磷(例如，P4O10的分子式，通用名称来源于其经验式P2O5)与溶解于例如乙醇、甲醇、甲基异丁基酮、乙酸乙酯和石脑油的溶剂组合中的九水合硝酸铝(Al(NO3)3•9H2O)的反应产生的磷酸铝盐基。在一个实施方案中，所述无机基料的第一部分包含约15重量%-约30重量%的铝-氮化合物(例如，约15重量%-约21重量%)。在一个特定的实施方案中，所述铝-氮化合物为硝酸铝，例如九水合硝酸铝(Al(NO3)3•9H2O)。所述五氧化二磷构成所述无机基料的第一部分的约10重量%-约20重量%。
所述无机基料的第二部分还包含溶解于例如乙醇、甲醇、甲基异丁基酮、乙酸乙酯和石脑油的溶剂组合中的五氧化二磷，且构成所述无机基料的第二部分的约5%-约8%。所述第二部分还可包含含有约0.5%-约3%(例如，约1%-约3%)的溶解于水中的含钡有机化合物的次级活性成分。在一个特定的实施方案中，所述含钡的有机化合物包括乙酸钡(Ba(CH3COO)2)。为了制备所述无机基料的第二部分，将所述含钡的有机化合物溶解于溶剂(例如，水)中且随后将其加到溶解于例如乙醇、甲醇、甲基异丁基酮、乙酸乙酯和石脑油的溶剂组合中的P2O5中。所述无机基料的第二部分的其他次级活性成分包含约0.5%-约4%(例如，约1%-约3%)的含镍的有机化合物。在一个特定的实施方案中，所述含镍的有机化合物包括四水合乙酸镍(Ni(CH3COO)2•4H2O)。所述含镍的有机化合物可溶解于先前制备的含第二部分前体Al/Ba的溶液中。在一个实施方案中，所述无机基料包含在高温干膜润滑剂防卡塞涂料中约14重量%-约18重量%的第一部分和约50重量%-约65重量%的第二部分的混合物。
III.含有Mo和Te的一种或多种活性组分
在该实施方案中，存在的初级活性元素为金属Te和Mo，且在特定的实施方案中，其以化合物形式(例如，二碲化钼MoTe2)、氧化形式和/或碱金属形式存在。石墨、氮化物、金属、过渡金属二硫族化合物(MX2，其中M为Mo、W、Nb、Ta等，且X为硒或碲)、金属氧化物、P、Ba和B化合物也可作为在润滑剂涂料组合物中的活性组分存在。
一般而言，石墨、过渡金属二硫族化合物MX2(其中M为Mo且X为碲)、Mo和Te的组合充当所得干润滑剂组合物/涂料中的初级润滑剂。在一个实施方案中，所述涂料前体浆料包含约1重量%-约6重量%(例如，约2重量%-约5重量%，例如约3重量%-约4重量%)的石墨。在一个特定的实施方案中，石墨作为具有约25µm-约75µm(例如，约40µm-约60µm，例如约45µm-约50µm)的平均粒度的颗粒存在于涂料前体浆料14中。在一个实施方案中，钼和碲的组合为二碲化钼MoTe2形式。例如，在一个实施方案中，所述涂料前体包含约2重量%-约15重量%(例如，约2重量%-约12重量%)的二碲化钼。
然而，Mo和Te也可例如以粉末形式存在于所述涂料前体浆料中。在一个特定的实施方案中，所述涂料前体含有约0.2重量%-约3重量%(例如，约0.5重量%-约2重量%)的Mo粉和约2重量%-约15重量%(例如，约2重量%-约12重量%)的二碲化钼。在一个实施方案中，所述涂料前体含有约0.5重量%-约6重量%(例如，约1重量%-约3重量%)的Te粉和约1重量%-约6重量%(例如，约2重量%-约5重量%)的二碲化钼。
例如，在一个特定的实施方案中，所述涂料前体浆料含有约1重量%-约4重量%(例如，约1重量%-约3重量%)的Te粉、约0.2重量%-约3重量%(例如，约0.5重量%-约1.5重量%)的Mo粉和约1重量%-约6重量%(例如，约2重量%-约5重量%)的二碲化钼。
在一个特定的实施方案中，所述涂料前体浆料含有约1重量%-约6重量%(例如，约2重量%-约5重量%)的Te粉和约0.5重量%-约3重量%(例如，约1重量%-约2.5重量%)的Mo粉。
在一个特定的实施方案中，二碲化钼、Mo和/或Te作为具有约0.5µm-约3µm(例如，约1.5µm-约2.5µm)的平均粒度的颗粒存在于涂料前体浆料14中。可将石墨、二碲化钼、Te和Mo研磨(例如，使用球磨)到所要粒度。例如，这种粉末可以较小的批量大小研磨且随后组合成所要量，或者可以较大的批量大小研磨并在室温下储存。
在一个实施方案中，在涂料前体浆料14中的溶剂可包括例如乙醇、水等极性溶剂或极性溶剂的组合。如同有机基料一样，所述溶剂通常在干润滑剂组合物/涂料的热处理期间烧掉，使得所得干润滑剂组合物/涂料基本上不含溶剂。因此，所得干膜润滑剂组合物/涂料被称为“干燥的”。
IV.形成涂料前体浆料
这一涂料前体浆料14可通过将若干组分和其他溶液混合在一起以形成涂料前体浆料14而形成。所述前体浆料由两种单独配制的溶液构成：溶液A和溶液B。例如，溶液A可通过混合溶解在第一溶剂(例如，溶剂组合，例如乙醇、甲醇、甲基异丁基酮、乙酸乙酯和石脑油)中的含铝的氮化合物(例如，硝酸铝)与溶解于第一溶剂(例如，溶剂组合，例如乙醇、甲醇、甲基异丁基酮、乙酸乙酯和石脑油)中的五氧化二磷作为单独溶液来形成。另外，溶液B可由三种溶液的混合物形成：溶解于第二溶剂(例如，水)中的含钡的有机化合物(例如，乙酸钡)；将其混合到含铝的氮化合物(例如，硝酸铝)和含镍的有机化合物(例如，四水合乙酸镍)在所述溶剂(例如，水)中的水基溶液中；且随后混合到溶解于第一溶剂(例如，溶剂组合，例如乙醇、甲醇、甲基异丁基酮、乙酸乙酯和石脑油)中的五氧化二磷的溶液中。在一个实施方案中，溶液A包含约15重量%-约25重量%(例如，约17重量%-约22重量%)的含铝的氮化合物、约10重量%-约20重量%(例如，约13重量%-约17重量%)的五氧化二磷和约55重量%-约75重量%(例如，约60重量%-约70重量%)的第一溶剂，例如溶剂组合，例如乙醇、甲醇、甲基异丁基酮、乙酸乙酯和石脑油。
在一个实施方案中，溶液B为三种溶液的混合物：第一溶液，包含约9重量%-约20重量%(例如，约10重量%-约14重量%)的五氧化二磷在约75重量%-约95重量%的例如乙醇、甲醇、甲基异丁基酮、乙酸乙酯和石脑油的溶剂组合中的混合物；第二溶液，约1重量%-约6重量%(例如，约2重量%-约5重量%)的溶解于第二溶剂(例如，约7重量%-约14重量%水)中的含钡的有机化合物；和第三溶液，由在第二溶剂(例如，约7重量%-约14重量%水)中的约3重量%-约7重量%(例如，约4重量%-约6重量%)的含铝的氮化合物和约1重量%-约6重量%(例如，约2重量%-约5重量%)的含镍的有机化合物组成。
随后，溶液A和溶液B可通过与多磷酸铵、有机基料、石墨和钼与碲的组合(例如，二碲化钼形式)混合而形成涂料前体浆料14。例如，所述涂料前体浆料可通过混合约10重量%-约25重量%(例如，约10重量%-约20重量%)的溶液A、约45重量%-约65重量%(例如，约50重量%-约70重量%)的溶液B、约5重量%-约15重量%(例如，约8重量%-约12重量%)的多磷酸铵、约1重量%-约6重量%(例如，约2重量%-约5重量%)的有机基料、约1重量%-约6重量%(例如，约2重量%-约4重量%)的石墨和约3重量%-约15重量%(例如，约4重量%-约12重量%)的钼与碲的组合(例如，二碲化钼的形式)和/或钼和碲的氧化物而形成。
V. 施用浆料到部件
在形成涂料前体浆料14并施用到部件12的表面13(例如，经由浸泡、旋转铸造、喷雾、刷涂等)之后，涂料前体浆料14可通过加热到约220℃-约260℃的干燥温度以除去基本上所有的溶剂以形成干燥的涂料前体16来干燥，如在图2中所示。随后，可将在部件12上的干燥的涂料前体16加热以第一热处理，从而烧掉有机材料(例如，约200℃-约300℃)，且随后加热到约525℃-约600℃的固化温度以固化干燥的涂料前体16并形成干膜润滑剂涂料18，如在图3中所示。因而，可使干燥的涂料前体16固化以硬化磷酸铝基料并除去任何有机树脂或其他有机材料。
在特定的实施方案中，所得干膜润滑剂涂料18施用到约0.1mm或更小的厚度(例如，约10µm-约100µm)。另外，干膜润滑剂涂料18可具有横过部件的表面以厚度的约10%或更小变化的相对恒定的厚度(即，均匀涂层)。
在某些实施方案中，干膜润滑剂防卡塞涂料18可用作螺钉、螺母、螺栓和类似部件的防卡塞涂料。例如，图4示出具有头部22和限定螺纹26的螺纹体24的螺栓20。显示干膜润滑剂涂料18施用到螺纹体24的表面25上。尽管显示为施用到这一连接的阳螺纹部分上，但是干膜润滑剂涂料18也可施用(另外或供选地)到附接机构的阴螺纹部件的表面上。例如，期望用在涡轮发动机中使用的耐高温干膜润滑剂涂料涂布螺母和螺栓的螺纹和/或头部支承表面。图5示出具有在其上具有涂料18的螺纹32的例示性螺母30。这一涂料旨在改进螺栓和螺母的磨损和卡塞并改进这些部件在涡轮发动机操作环境中的耐腐蚀性。涂层密封并保护涂布的材料不受对于涡轮发动机环境常见的腐蚀性气体和污染物影响。
该书面描述使用实施例来公开本发明，包括最佳方式，且还使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统并执行任何结合的方法。本发明的可取得专利权的范围通过权利要求限定，且可包括本领域技术人员能想到的其他实施例。如果这些其它实施例包括不与权利要求书的文字语言不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求书的文字语言没有实质差别的等价结构要素，则这些其他实施例旨在权利要求书的范围内。

Claims (18)

1.涂料前体浆料，其包含：
有机基料，包含聚合组分和硬化剂；
无机基料，包含铝-氮化合物、含钡的有机化合物、含镍的有机化合物、多磷酸铵和五氧化二磷；
活性组分，包含Mo、Te和石墨；和
溶剂，
其中所述聚合组分是直链环氧聚合物，所述硬化剂是六亚甲基四胺，Mo作为钼粉、碲化钼化合物、氧化钼或其混合物存在于所述浆料中，且Te作为碲粉、碲化钼化合物、氧化碲或其混合物存在于所述浆料中。
2.权利要求1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体浆料包含4重量%-10重量%的铝-氮化合物，且其中所述铝-氮化合物包括氮化铝。
3.权利要求1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体浆料包含0.5重量%-4重量%的含钡的有机化合物。
4.权利要求1的涂料前体浆料，其中所述含钡的有机化合物包括乙酸钡。
5.权利要求1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体浆料包含0.5重量%-4重量%的含镍的有机化合物。
6.权利要求1的涂料前体浆料，其中所述含镍的有机化合物包含四水合乙酸镍。
7.权利要求1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体浆料包含5重量%-15重量%的多磷酸铵。
8.权利要求1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体浆料包含5重量%-15重量%的五氧化二磷。
9.权利要求1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体浆料包含大于0重量%-2.5重量%的六亚甲基四胺和0.5重量%-5重量%的直链环氧聚合物。
10.权利要求1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体浆料包含1重量%-6重量%石墨，且其中石墨作为具有25µm-75µm的平均粒度的颗粒存在于所述涂料前体浆料中。
11.权利要求1的涂料前体浆料，其中钼与碲的组合为二碲化钼，且其中所述涂料前体浆料包含2重量%-15重量%二碲化钼。
12.权利要求1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体浆料包含0.2重量%-3重量%钼粉和2重量%-15重量%二碲化钼。
13.权利要求11的涂料前体浆料，其中所述二碲化钼、钼粉和/或碲粉作为具有0.1µm-3µm的平均粒度的颗粒存在于所述涂料前体浆料中。
14.权利要求1的涂料前体浆料，其中所述溶剂包含乙醇和/或水。
15.权利要求1的涂料前体浆料，其中所述涂料前体浆料包含4重量%-8重量%的铝-氮化合物，其中所述铝-氮化合物包括氮化铝；1重量%-3重量%的含钡的有机化合物，其中所述含钡的有机化合物包括乙酸钡；1重量%-3重量%的含镍的有机化合物，其中所述含镍的有机化合物包括四水合乙酸镍；8重量%-12重量%的多磷酸铵；7重量%-11重量%的五氧化二磷；2重量%-5重量%的石墨。
16.权利要求15的涂料前体浆料，其中所述有机基料包含六亚甲基四胺和直链环氧聚合物有机基料，且其中钼与碲的组合为二碲化钼，且另外其中所述涂料前体浆料包含8重量%-12重量%二碲化钼，且另外其中所述涂料前体浆料包含0.2重量%-3重量%钼粉，且另外其中所述涂料前体浆料包含0.5-6重量%碲粉，且另外其中所述溶剂包含乙醇和水。
17.施用润滑剂组合物到部件上的方法，所述方法包括：
施用权利要求1的涂料前体浆料到所述部件的表面上；
将在所述部件上的涂料前体浆料加热到220℃-260℃的干燥温度以除去任何溶剂，形成干燥的涂料前体；和
将在所述部件上的干燥的涂料前体加热到525℃-600℃的固化温度以固化所述干燥的涂料前体。
18.形成涂料前体浆料的方法，所述方法包括：
混合第一溶液和第二溶液以形成浆料，其中所述第一溶液包含在第一溶剂中的铝-氮化合物和五氧化二磷，且其中所述第二溶液包含在第二溶剂中的五氧化二磷、含钡的有机化合物、铝-氮化合物和含镍的有机化合物；和
将多磷酸铵、有机基料、石墨和二碲化钼加到所述浆料中，其中所述有机基料包含直链环氧聚合物和六亚甲基四胺。
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