一种固体自润滑涂层及其制备方法
【专利摘要】本发明提出了一种固体自润滑涂层，其组份包括重量比为20%～35%的富马酸双酚A树脂、20%～35%的苯乙烯、0.1%～0.5%的过氧化二异丙苯、15%～30%的玻璃纤维、15%～25%的PTFE和1.5%～3.5%的石墨，本发明解决了现有技术中依靠润滑油或油脂等传统润滑方式来进行润滑的现状。
【专利说明】一种固体自润滑涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及摩擦磨损材料【技术领域】，尤其涉及一种固体自润滑涂层及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，许多苛刻工况条件超越了润滑油或油脂的使用极限，传统润滑方式难以满足，而固体自润滑可以很好地解决这一问题，因此，近年来固体自润滑涂层成为研究热点。本发明研发了一种具有摩擦系数小、耐磨性能好等优点的自润滑涂层材料。
【发明内容】
[0003]本发明提出一种摩擦系数小、耐磨性能好的固体自润滑涂层及其制备方法，解决了现有技术中依靠润滑油或油脂等传统润滑方式来进行润滑的现状。
[0004]本发明的技术方案是这样实现的:
[0005]一种固体自润滑涂层，其组份包括重量比为20%~35%的富马酸双酚A树脂、20%~35%的苯乙烯、0.1%~0.5%的过氧化二异丙苯、15%~30%的玻璃纤维、15%~25%的PTFE和1.5%~3.5%的石墨。
[0006]优选的，其组份包括重量比为27.7%的富马酸双酚A树脂、27.7%的苯乙烯、0.3%的过氧化二异丙苯、22.2%的玻璃纤维、19.3%的PTFE和2.8%的石墨。
[0007]进一步，所述玻璃纤维为粒径分布均匀的条状颗粒，所述PTFE为粒径分布均匀的片状颗粒。
[0008]进一步，所述的固体自润滑涂层的制备方法包括以下步骤:
[0009]I)将所述玻璃纤维、PTFE和石墨烘干备用；
[0010]2)将所述苯乙烯、所述富马酸双酚A树脂和所述过氧化二异丙苯混合后球磨，使所述富马酸双酚A树脂充分溶解得到溶液；
[0011]3)将烘干所得的所述玻璃纤维、所述PTFE、所述石墨与所述溶液混合后进行混合球磨得到浆料；
[0012]4)将所述浆料倒入喷涂容器中进行喷涂，得到喷涂试样；
[0013]5)将所述喷涂试样晾干；
[0014]6)将晾干后的所述喷涂试样固化。
[0015]进一步，所述烘干是在70~90°C下烘干10~14h，所述球磨是在球磨罐中球磨8~12min,所述混合球磨是在球磨罐中球磨50~70min,所述喷涂是在室温下,喷涂压力为0.7~0.8MPa，喷涂距离为25~35cm，喷涂时间为100~140s的条件下进行，所述晾干是在温度为23~27°C、湿度为45~55%的环境下放置5~7h，所述固化是依次在102~110°C固化 1.5 ~2.5h、134 ~142°C固化 1.5 ~2.5h、174 ~186°C固化 11 ~13h。
[0016]优选的，所述烘干是在80°C下烘干12h，所述球磨是在球磨罐中球磨lOmin，所述混合球磨是在球磨罐中球磨lh，所述喷涂是在室温下，喷涂压力为0.75MPa，喷涂距离为30cm,喷涂时间为2min的条件下进行，所述晾干是在温度为25°C、湿度为50%的环境下放置6h，所述固化是依次在106°C固化2h、138°C固化2h、180°C固化12h。
[0017]所述室温为25 °C，所述PTFE为聚四氟乙烯。
[0018]本发明的有益效果在于:
[0019]1、本发明采用富马酸双酚A树脂、苯乙烯、过氧化二异丙苯、玻璃纤维、PTFE和石墨为原料，具有成本低、获取方便的特点。
[0020]2、本发明的制备方法所采用的步骤为烘干、球磨、混合球磨、喷涂、晾干和固化，均操作简单且对环境、仪器设备要求较低。
[0021]3、本发明的制备方法制得的固体自润滑涂层其硬度高于17HV，摩擦系数小于
0.14。【专利附图】
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本发明的自润滑涂层的制备工艺流程图；
[0024]图2为本发明实施例1中固体自润滑涂层的SEM照片。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]实施例1
[0027]27.7%富马酸双酚A树脂、27.7%苯乙烯、0.3%过氧化二异丙苯、22.2%玻璃纤维、19.3%PTFE 和 2.8% 石墨。
[0028]参照图1，按以下步骤制备:
[0029]I)将所述玻璃纤维、PTFE和石墨粉在80°C下烘干12h备用；
[0030]2)将所述苯乙烯、所述富马酸双酚A树脂和所述过氧化二异丙苯混合后球磨IOmin,使所述富马酸双酚A树脂充分溶解得到溶液；
[0031]3)将干燥所得的所述玻璃纤维、所述PTFE、所述石墨和所述溶液混合后进行混合球磨60min得到衆料；
[0032]4)将所述浆料倒入喷涂容器中，在室温下，喷涂压力为0.75MPa，喷涂距离为30cm的条件下进行喷涂2min，得到喷涂试样；
[0033]5)将所述喷涂试样在温度为25°C，湿度为50%的环境下放置6h晾干；
[0034]6)将晾干后的所述喷涂试样依次在106°C固化2h、138°C固化2h、180°C固化12h。
[0035]本实施例所制得的自润滑涂层在摩擦载荷150N，摩擦时间为Ih下，硬度为18.422HV，摩擦系数为 0.1328。[0036]实施例2
[0037]20%富马酸双酚A树脂、35%的苯乙烯、0.5%过氧化二异丙苯、16%玻璃纤维、25%聚四氟乙烯(PTFE)和3.5%石墨。
[0038]参照图1，按以下步骤制备:
[0039]I)将所述玻璃纤维、PTFE和石墨粉在70°C下烘干14h备用；
[0040]2)将所述苯乙烯、所述富马酸双酚A树脂和所述过氧化二异丙苯混合后球磨8min,使所述富马酸双酚A树脂充分溶解得到溶液；
[0041]3)将干燥所得的所述玻璃纤维、所述PTFE、所述石墨和所述溶液混合后进行混合球磨70min得到衆料；
[0042]4)将所述浆料倒入喷涂容器中，在室温下，喷涂压力为0.8MPa，喷涂距离为35cm的条件下进行喷涂100s，得到喷涂试样；
[0043]5)将所述喷涂试样在温度为27°C，湿度为55%的环境下放置5h晾干；
[0044]6)将晾干后的所述喷涂试样依次在102°C固化2.5h、134°C固化2.5h、174°C固化13h。
[0045]本实施例所制得的自润滑涂层在摩擦载荷150N，摩擦时间为Ih下，硬度为18.422G/Pa，摩擦系数为 0.1328。
[0046]本实施例所制得的自润滑涂层在摩擦载荷150N，摩擦时间为Ih下，硬度为18.265HV，摩擦系数为 0.1385。
[0047]实施例3
[0048]35%的富马酸双酚A树脂、20%苯乙烯、0.1%过氧化二异丙苯、28.4%的玻璃纤维、15%聚四氟乙烯(PTFE)和1.5%石墨。
[0049]参照图1，按以下步骤制备:
[0050]I)将所述玻璃纤维、PTFE和石墨粉在90°C下烘干IOh备用；
[0051]2)将所述苯乙烯、所述富马酸双酚A树脂和所述过氧化二异丙苯混合后球磨12min,使所述富马酸双酚A树脂充分溶解得到溶液；
[0052]3)将干燥所得的所述玻璃纤维、所述PTFE、所述石墨和所述溶液混合后进行混合球磨50min得到衆料；
[0053]4)将所述浆料倒入喷涂容器中，在室温下，喷涂压力为0.7MPa，喷涂距离为25cm的条件下进行喷涂140s，得到喷涂试样；
[0054]5)将所述喷涂试样在温度为23°C，湿度为45%的环境下放置7h晾干；
[0055]6)将晾干后的所述喷涂试样依次在110°C固化1.5h、142°C固化1.5h、186°C固化llh。
[0056]本实施例所制得的自润滑涂层在摩擦载荷150N，摩擦时间为Ih下，硬度为
17.362HV，摩擦系数为 0.1368。
[0057]实施例4
[0058]33%富马酸双酚A树脂、26%苯乙烯、0.3%过氧化二异丙苯、15%玻璃纤维、24%聚四氟乙烯(PTFE)和1.7%石墨。
[0059]参照图1，按以下步骤制备:`[0060]I)将所述玻璃纤维、PTFE和石墨粉在75°C下烘干13h备用；[0061]2)将所述苯乙烯、所述富马酸双酚A树脂和所述过氧化二异丙苯混合后球磨Ilmin,使所述富马酸双酚A树脂充分溶解得到溶液；
[0062]3)将干燥所得的所述玻璃纤维、所述PTFE、所述石墨和所述溶液混合后进行混合球磨55min得到衆料；
[0063]4)将所述浆料倒入喷涂容器中，在室温下，喷涂压力为0.72MPa，喷涂距离为27cm的条件下进行喷涂130s，得到喷涂试样；
[0064]5)将所述喷涂试样在温度为24°C，湿度为47%的环境下放置6.5h晾干；
[0065]6)将晾干后的所述喷涂试样依次在104°C固化2.2h、136°C固化2.3h、178°C固化12.5h。
[0066]本实施例所制得的自润滑涂层在摩擦载荷150N，摩擦时间为Ih下，硬度为
17.862HV，摩擦系数为 0.1393。
[0067]实施例5
[0068]24%富马酸双酚A树脂、23%苯乙烯、0.2%过氧化二异丙苯、30%玻璃纤维、19.6%聚四氟乙烯(PTFE)和3.2%石墨。
[0069]参照图1，按以下步骤制备:
[0070]I)将所述玻璃纤维、PTFE和石墨粉在85°C下烘干Ilh备用；
[0071]2)将所述苯乙烯、所述富马酸双酚A树脂和所述过氧化二异丙苯混合后球磨9min,使所述富马酸双酚A树脂充分溶解得到溶液；
[0072]3)将干燥所得的所述玻璃纤维、所述PTFE、所述石墨和所述溶液混合后进行混合球磨65min得到衆料；
[0073]4)将所述浆料倒入喷涂容器中，在室温下，喷涂压力为0.78MPa，喷涂距离为32cm的条件下进行喷涂110s，得到喷涂试样；
[0074]5)将所述喷涂试样在温度为26°C，湿度为52%的环境下放置5.5h晾干；
[0075]6)将晾干后的所述喷涂试样依次在108°C固化1.7h、140°C固化1.8h、184°C固化
11.5h。
[0076]本实施例所制得的自润滑涂层在摩擦载荷150N，摩擦时间为Ih下，硬度为
18.862HV，摩擦系数为 0.1346。
[0077]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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。
【权利要求】
1.一种固体自润滑涂层，其特征在于，其组份包括重量比为20%~35%的富马酸双酚A树脂、20%~35%的苯乙烯、0.1%~0.5%的过氧化二异丙苯、15%~30%的玻璃纤维、15%~25%的PTFE和1.5%~3.5%的石墨。
2.如权利要求1所述的自润滑涂层，其特征在于，其组份包括重量比为27.7%的富马酸双酚A树脂、27.7%的苯乙烯、0.3%的过氧化二异丙苯、22.2%的玻璃纤维、19.3%的PTFE和2.8%的石墨。
3.如权利要求1或2所述的自润滑涂层，其特征在于，所述玻璃纤维为粒径分布均匀的条状颗粒，所述PTFE为粒径分布均匀的片状颗粒。
4.如权利要求1所述的固体自润滑涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将所述玻璃纤维、PTFE和石墨烘干备用； 2)将所述苯乙烯、所述富马酸双酚A树脂和所述过氧化二异丙苯混合后球磨，使所述富马酸双酚A树脂充分溶解得到溶液； 3)将烘干所得的所述玻璃纤维、所述PTFE、所述石墨与所述溶液混合后进行混合球磨得到浆料； 4)将所述浆料倒入喷涂容器中进行喷涂，得到喷涂试样； 5)将所述喷涂试样晾干； 6)将晾干后的所述喷涂试样固化。`
5.如权利要求4所述的自润滑涂层的制备方法，其特征在于，所述烘干是在70~90°C下烘干10~14h,所述球磨是在球磨罐中球磨8~12min,所述混合球磨是在球磨罐中球磨50~70min，所述喷涂是在室温下，喷涂压力为0.7~0.8MPa，喷涂距离为25~35cm，喷涂时间为100~140s的条件下进行，所述晾干是在温度为23~27°C、湿度为45~55%的环境下放置5~7h，所述固化是依次在102~110°C固化1.5~2.5h、134~142°C固化1.5~2.5h、174 ~186°C 固化 11 ~13h。
6.如权利要求5所述的自润滑涂层的制备方法，其特征在于，所述烘干是在80°C下烘干12h,所述球磨是在球磨罐中球磨IOmin,所述混合球磨是在球磨罐中球磨Ih,所述喷涂是在室温下，喷涂压力为0.75MPa，喷涂距离为30cm，喷涂时间为2min的条件下进行，所述晾干是在温度为25°C、湿度为50%的环境下放置6h，所述固化是依次在106°C固化2h、138°C 固化 2h、180°C 固化 12h。
【文档编号】C10M169/04GK103725069SQ201410004377
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2014年1月3日
【发明者】林德庆 申请人:泉州市德源轴承实业有限公司