CN111139124B - 预涂型高温抗咬合剂及其制备方法和应用 - Google Patents

预涂型高温抗咬合剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种预涂型高温抗咬合剂及其制备方法和应用，该预涂型高温抗咬合剂由包括特定重量配比的去离子水、乳化剂、液体矿物油、黏附剂以及润滑剂制备而成。该预涂型高温抗咬合剂整体上能够实现耐650℃的高温环境。该预涂型高温抗咬合剂无需装配现场现涂现用，可预先集中定量涂覆紧固件螺纹中，经高温干燥，直接在紧固件螺纹上形成防卡干膜，能够降低紧固件上紧时的摩擦系数，防止紧固件在上紧和拆卸时出现卡死问题，使用更方便。

Description

预涂型高温抗咬合剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种预涂型高温抗咬合剂及其制备方法和应用。
背景技术
不少大尺寸紧固件、高摩擦系数紧固件在装配、拆卸过程中容易发生卡死，其主要是因为大尺寸紧固件、高摩擦系数紧固件在旋转过程中会摩擦产热，导致螺牙变形卡死，进而导致紧固件装配、拆卸困难。目前，在装配紧固件时，业内往往采取涂刷油性膏状高温抗咬合剂来解决该难题。
然而，常规油性膏状高温抗咬合剂必须装配现场现涂现用，不适应大规模流水作业，容易出现油性膏状高温抗咬合剂少涂、漏涂的情况，带来装配隐患。另外，当出现油性膏状高温抗咬合剂多涂情况时，多涂的油性膏状高温抗咬合剂装配后会被挤压溢出，如不及时清理，极易污染部件，带来次生问题。
发明内容
基于此，有必要提供预涂型高温抗咬合剂及其制备方法和应用，该预涂型高温抗咬合剂整体上能够实现耐650℃的高温环境，且无需现涂现用。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
本发明提供一种预涂型高温抗咬合剂，主要由以下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002352038090000011
Figure BDA0002352038090000021
其中，所述润滑剂选自石墨、二硫化钼、羰基镍粉、镍包石墨粉、镍包二硫化钼粉中的一种或多种。
优选地，所述预涂型高温抗咬合剂主要由以下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002352038090000022
更优选地，所述预涂型高温抗咬合剂主要由以下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002352038090000023
进一步地，所述的预涂型高温抗咬合剂还包括触变剂，所述触变剂与所述润滑剂的重量比为(4-10)：(10-45)。优选地，所述触变剂选自亲水性气相二氧化硅、羟甲基纤维素、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述黏附剂选自水溶性聚合物和/或水性压敏乳液。优选地，所述水溶性聚合物选自聚乙烯醇和/或聚乙二醇；和/或所述水性压敏乳液选自丙烯酸酯压敏乳液和/或聚氨酯压敏乳液。
在其中一个实施例中，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，通式RO-(CH2CH2O)n-H，R碳链数大于7，n＞6。
本发明还提供一种预涂型高温抗咬合剂的制备方法，包括如下步骤：
按照上述所述的预涂型高温抗咬合剂称量各原料；
将黏附剂加入去离子水中，溶解完全或者分散完全，再依次加入乳化剂和液体矿物油，搅均，然后再加入润滑剂，搅均，脱泡，即得。
上述所述的预涂型高温抗咬合剂在紧固件装配中的应用。
本发明的有益效果是：
与常规油膏状的高温抗咬合剂相比，本发明的预涂型高温抗咬合剂通过筛选特定种类的各组分复配实现水性化，整体上能够实现耐650℃的高温环境。同时，该预涂型高温抗咬合剂无需装配现场现涂现用，可预先集中定量涂覆紧固件螺纹中，经高温干燥，直接在紧固件螺纹上形成防卡干膜，能够降低紧固件上紧时的摩擦系数，防止紧固件在上紧和拆卸时出现卡死问题，使用更方便。预涂化的紧固件产品可集中打包存放，装配现场直接使用，杜绝漏涂、少涂、多涂等情况带来的负面影响。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
原料来源
聚乙二醇1000、聚乙二醇2000均购自江苏省海安石油化工厂，
聚乙烯醇1788购自中国石化上海石油化工股份有限公司，
丙烯酸酯压敏乳液PS9340购自北京东方罗门哈斯有限公司，
聚氨酯压敏乳液Witcobond 447-05购自朗盛化学，
脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9购自陶氏化学，
高纯石墨购自青岛天元石墨有限公司，
镍包石墨粉购自成都核八五七新材料有限公司，
二硫化钼购自上海华谊集团华原化工有限公司，
镍包石墨粉购自成都核八五七新材料有限公司，
镍包二硫化钼购自成都核八五七新材料有限公司，
聚丙烯酰胺购自日本帝斯巴隆，
羟甲基纤维素购自亚什兰集团公司(Ashland)。
其余试剂均为常规市售。
实施例1
本实施例提供一种预涂型高温抗咬合剂，其由如下重量份的各原料制备而成：
Figure BDA0002352038090000041
本实施例提供该预涂型高温抗咬合剂的制备方法，包括如下步骤：
S1，按照预涂型高温抗咬合剂的组成称量各原料。
S2，将去离子水和聚乙二醇2000加入混合容器中，加热至70～80℃，搅拌，直至黏附剂聚乙二醇2000完全溶解，得黏附剂溶液。
S3，再向黏附剂溶液中依次加入份脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9和15号白油，高速搅拌，分散均匀，得中间混合分散液。
S4，再向中间混合分散液中加入300目高纯石墨，继续搅拌均匀，得粗品。
S5，对粗品进行抽真空脱泡，真空压力控制在-0.09～-0.07Mpa，真空脱泡时间5min，既得水基预涂型高温抗咬合剂。
实施例2
本实施例提供一种预涂型高温抗咬合剂，其由如下重量份的各原料制备而成：
Figure BDA0002352038090000051
本实施例提供该预涂型高温抗咬合剂的制备方法，包括如下步骤：
S1，按照预涂型高温抗咬合剂的组成称量各原料。
S2，将去离子水和聚乙二醇1000加入混合容器中，加热至70～80℃，搅拌，直至黏附剂聚乙二醇1000完全溶解，得黏附剂溶液。
S3，再向黏附剂溶液中依次加入份脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9和15号白油，高速搅拌，分散均匀，得中间混合分散液。
S4，再向中间混合分散液中依次加入500目二硫化钼、羰基镍粉和气相二氧化硅AS-150，继续搅拌均匀，得粗品。
S5，对粗品进行抽真空脱泡，真空压力控制在-0.09～-0.07Mpa，真空脱泡时间5min，既得水基预涂型高温抗咬合剂。
实施例3
本实施例提供一种预涂型高温抗咬合剂，其由如下重量份的各原料制备而成：
Figure BDA0002352038090000061
本实施例提供该预涂型高温抗咬合剂的制备方法，包括如下步骤：
S1，按照预涂型高温抗咬合剂的组成称量各原料。
S2，将去离子水和聚乙烯醇1788加入混合容器中，加热至70～80℃，搅拌，直至黏附剂聚乙烯醇1788完全溶解，得黏附剂溶液。
S3，再向黏附剂溶液中依次加入份脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9和24号白油，高速搅拌，分散均匀，得中间混合分散液。
S4，再向中间混合分散液中依次加入1000目高纯石墨、镍包石墨粉和气相二氧化硅AS-150，继续搅拌均匀，得粗品。
S5，对粗品进行抽真空脱泡，真空压力控制在-0.09～-0.07Mpa，真空脱泡时间5min，既得水基预涂型高温抗咬合剂。
实施例4
本实施例提供一种预涂型高温抗咬合剂，其由如下重量份的各原料制备而成：
Figure BDA0002352038090000062
Figure BDA0002352038090000071
本实施例提供该预涂型高温抗咬合剂的制备方法，包括如下步骤：
S1，按照预涂型高温抗咬合剂的组成称量各原料。
S2，将去离子水和丙烯酸酯压敏乳液加入混合容器中，搅拌直至黏附剂丙烯酸酯压敏乳液完全分散均匀，得黏附剂分散液。
S3，再向黏附剂分散液中依次加入份脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9和24号白油，高速搅拌，分散均匀，得中间混合分散液。
S4，再向中间混合分散液中依次加入1000目高纯石墨、镍包二硫化钼粉和气相二氧化硅AS-150，继续搅拌均匀，得粗品。
S5，对粗品进行抽真空脱泡，真空压力控制在-0.09～-0.07Mpa，真空脱泡时间5min，既得水基预涂型高温抗咬合剂。
实施例5
本实施例提供一种预涂型高温抗咬合剂，其由如下重量份的各原料制备而成：
Figure BDA0002352038090000072
Figure BDA0002352038090000081
本实施例提供该预涂型高温抗咬合剂的制备方法，包括如下步骤：
S1，按照预涂型高温抗咬合剂的组成称量各原料。
S2，将去离子水和聚氨酯压敏乳液加入混合容器中，搅拌直至黏附剂丙烯酸酯压敏乳液完全分散均匀，得黏附剂分散液。
S3，再向黏附剂分散液中依次加入份脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9和18号白油，高速搅拌，分散均匀，得中间混合分散液。
S4，再向中间混合分散液中依次加入1000目高纯石墨、羰基镍粉和气相二氧化硅AS-150，继续搅拌均匀，得粗品。
S5，对粗品进行抽真空脱泡，真空压力控制在-0.09～-0.07Mpa，真空脱泡时间5min，既得水基预涂型高温抗咬合剂。
实施例6
本实施例提供一种预涂型高温抗咬合剂，其由如下重量份的各原料制备而成：
Figure BDA0002352038090000082
本实施例提供该预涂型高温抗咬合剂的制备方法，包括如下步骤：
S1，按照预涂型高温抗咬合剂的组成称量各原料。
S2，将去离子水和聚乙烯醇1788加入混合容器中，加热至70～80℃，搅拌，直至黏附剂聚乙烯醇1788完全溶解，得黏附剂溶液。
S3，再向黏附剂溶液中依次加入份脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9和18号白油，高速搅拌，分散均匀，得中间混合分散液。
S4，再向中间混合分散液中依次加入1000目高纯石墨、羰基镍粉和聚丙烯酰胺，继续搅拌均匀，得粗品。
S5，对粗品进行抽真空脱泡，真空压力控制在-0.09～-0.07Mpa，真空脱泡时间5min，既得水基预涂型高温抗咬合剂。
实施例7
本实施例提供一种预涂型高温抗咬合剂，其由如下重量份的各原料制备而成：
Figure BDA0002352038090000091
本实施例提供该预涂型高温抗咬合剂的制备方法，包括如下步骤：
S1，按照预涂型高温抗咬合剂的组成称量各原料。
S2，将去离子水和聚乙烯醇1788加入混合容器中，加热至70～80℃，搅拌，直至黏附剂聚聚乙烯醇1788完全溶解，得黏附剂溶液。
S3，再向黏附剂溶液中依次加入份脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9和18号白油，高速搅拌，分散均匀，得中间混合分散液。
S4，再向中间混合分散液中依次加入1000目高纯石墨、羰基镍粉和羟甲基纤维素，继续搅拌均匀，得粗品。
S5，对粗品进行抽真空脱泡，真空压力控制在-0.09～-0.07Mpa，真空脱泡时间5min，既得水基预涂型高温抗咬合剂。
实施例8
本实施例提供一种预涂型高温抗咬合剂，由以下重量份的原料制备而成：100份去离子水、20份聚乙烯醇1788、5份十二烷基磺酸钠、10份18号白油、10份1000目高纯石墨、10份羰基镍粉以及10份羟甲基纤维素。
实施例9
本实施例提供一种预涂型高温抗咬合剂，由以下重量份的原料制备而成：100份去离子水、20份聚乙烯醇1788、5份脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9、10份二甲基硅油、10份1000目高纯石墨、10份羰基镍粉以及10份羟甲基纤维素。
对比例1
本对比例提供一种抗咬合剂，由以下重量份的原料制备而成：100份去离子水、5份聚乙二醇1000(PEG1000)、25份脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9、1份15号白油、5份300目高纯石墨。
性能测试
1、涂层外观测试：
将实施例1～9以及对比例1的预涂型抗咬合剂均匀涂于5支10.9级M10×50镀锌螺栓上，置于80℃恒温干燥箱中干燥45min，取出冷却至室温，然后观察胶膜是否平整度，是否有气孔。
2、胶膜附着力测试：
将实施例1～9以及对比例1的水基预涂型抗咬合剂均匀涂于5支10.9级M10×50镀锌螺栓上，置于80℃恒温干燥箱干燥45min，取出冷却至室温，拧入M10标准螺母，观察拧入螺母后露出的螺栓牙槽中是否还残留有胶膜。评价：
(1)有连续胶膜，表示附着力好；
(2)有胶膜但胶膜断断续续，表示附着力一般；
(3)无胶膜表示附着力差。
3、拧入扭矩测试：
将实施例1～9以及对比例1的水基预涂型抗咬合剂均匀涂于5支10.9级M10×50镀锌螺栓上，置于80℃恒温干燥箱干燥45min，取出冷却至室温，使用可自动计数的数显扭力扳手拧入M10标准螺母，使螺栓露出2～3个螺牙测试此过程中最大扭矩，即为拧入扭矩。
4、螺纹摩擦系数测试：
将实施例1～9以及对比例1的水基预涂型抗咬合剂均匀涂于10支10.9级M10×50镀锌螺栓上，置于80℃恒温干燥箱干燥45min，取出冷却至室温。然后按照GB/T16823.3测试螺纹摩擦系数。
5、高温抗咬合能力(650℃高温后松脱扭矩)测试：
将实施例1～9以及对比例1的水基预涂型抗咬合剂均匀涂于5支10.9级M10×50镀锌螺栓上，置于80℃恒温干燥箱干燥45min，取出冷却至室温。拧入M10标准螺母，使螺栓露出2～3个螺牙，然后放入650℃马弗炉，老化24h，到时间后取出，冷却至室温，使用可自动计数的数显扭力扳手拧出螺母，使螺母完全退出，测试此过程中最大扭矩，扭矩越小代表高温抗咬合能力越强。
注：以上螺栓均采用GB/T 5782中规定的10.9级M10镀彩锌螺栓，螺母采用GB/T6170规定的10级M10镀彩锌螺母。螺栓螺母配合配合精度：螺栓6g，螺母6H。
性能测试结果统计见下表1。
表1、实施例1～9以及对比例1的预涂型抗咬合剂性能测试结果
Figure BDA0002352038090000121
由表1可以看出，与对比例1相比，实施例1至9的预涂型抗咬合剂均具有较低的650℃高温后松脱扭矩，表明高温抗咬合能力较强。尤其是，实施例2至7的抗咬合剂整体上能够同时具有涂层外观平整无气孔、胶膜附着力好且高温抗咬合能力更强的性能。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种预涂型高温抗咬合剂，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
去离子水 100份，
乳化剂 1-7份，
液体矿物油 1-15份，
黏附剂 5-25份，
润滑剂 8-50份，以及
触变剂4份、6份或者10份；
其中，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，所述液体矿物油选自15号白油、18号白油和/或24号白油，所述黏附剂选自水溶性聚合物和/或水性压敏乳液，所述水溶性聚合物选自聚乙烯醇和/或聚乙二醇，所述水性压敏乳液选自丙烯酸酯压敏乳液和/或聚氨酯压敏乳液，所述润滑剂选自石墨、二硫化钼、羰基镍粉、镍包石墨粉、镍包二硫化钼粉中的一种或多种，所述触变剂选自亲水性气相二氧化硅、羟甲基纤维素、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的预涂型高温抗咬合剂，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
去离子水 100份，
乳化剂 1-5份，
液体矿物油 1-10份，
黏附剂 5-20份，
润滑剂 10-40份，以及
触变剂4份、6份或者10份。
3.根据权利要求2所述的预涂型高温抗咬合剂，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
去离子水 100份，
乳化剂 4-5份，
液体矿物油 5-10份，
黏附剂 15-20份，
润滑剂 20-40份，以及
触变剂4份、6份或者10份。
4.根据权利要求1至3任一项所述的预涂型高温抗咬合剂，其特征在于，所述触变剂与所述润滑剂的重量比为（4-10）：（10-45）。
5.权利要求1至4任一项所述的预涂型高温抗咬合剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照权利要求1至4任一项所述的预涂型高温抗咬合剂称量各原料；
将黏附剂加入去离子水中，溶解完全或分散完全，再依次加入乳化剂和液体矿物油，搅均，然后再加入润滑剂，搅均，脱泡，即得。
6.权利要求1至4任一项所述的预涂型高温抗咬合剂在紧固件装配中的应用。
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