一种常温固化耐高真空超低温的润滑涂料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种常温固化耐高真空超低温的润滑涂料。它是以聚氨酯为粘结剂，丁腈橡胶为增韧剂，添加多种固体润滑剂、耐磨助剂及溶剂按一定比例混合而成。本发明的涂层可通过喷涂、浸涂、刷涂等多种方式涂敷于材料表面，使用方便，操作简单，可直接现场使用。它适应各种环境条件特别是高真空和超低温条件下的常温固化润滑涂料。
【专利说明】一种常温固化耐高真空超低温的润滑涂料
【技术领域】
[0001]本发明叙述了一种常温固化耐高真空超低温的润滑涂料。具体地讲，本发明叙述了一种在常温条件下固化，适合于-200°c至150°C和高真空环境下使用，且具有良好机械强度和耐磨润滑性能的涂料。
【背景技术】
[0002]近年来，随着现代科学技术的发展，材料的表面处理和强化技术也获得了长足的进展。涂层技术是一种常用的表面处理技术，在机械设备的运动部件进行表面涂层处理，对减少机械部件的摩擦磨损，提高机械使用寿命效果显著。目前，新型涂料研究领域中，耐磨涂料占25%~35%，已成为世界各国现代涂料工业与技术发展战略中的重点。但是，用于一般机械设备、零部件表面的常规涂层难以同时具备常温固化、施工方便、耐磨寿命长、防腐性能优异以及在真空和低温环境中性能稳定等综合性能。而高分子基自润滑涂层由于其主要成分高分子树脂的质地较软、吸震降噪、良好的化学稳定性及优异的耐低温性能，可用于真空、液氮及液氢等苛刻环境下，并已成为航空航天、能源动力、武器装备等工业领域不可缺少的重要材料。这类高分子树脂的典型代表是聚氨酯树脂，由于其含有极性很强、化学活性很高的异氰酸酯基和氨酯基，具有较高的粘结强度、优良的柔韧性以及卓越的耐低温等性能，因此以聚氨酯为粘结剂，混合多种自润滑添加剂形成的耐磨涂料具有良好的应用前景。
[0003]中国专利“常温固化耐磨重防腐涂料”(专利号:CN1086530A)产品的研制达到了常温固化、良好的耐磨及防腐等综合性能，但其中的聚四氟乙烯添加剂在真空、低温等环境下易蠕变使涂层的自润滑性能变差、表面粘结力低而使涂层易发生剥离，从而限制了其在高真空、超低温等特殊工况环境下的应用。因此，开发一种耐真空和低温环境的润滑耐磨涂料，以满足如航空航天、核工业等苛刻环境中机械运动部件的润滑耐磨性能要求显得十分必要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种适应各种环境条件特别是高真空和超低温条件下的常温固化润滑涂料。
[0005]本发明提供的常温固化耐高真空超低温的润滑涂料，以聚氨酯为粘结剂，丁腈橡胶为增韧剂，添加多种固体润滑剂、耐磨助剂及溶剂研磨混合而成。
[0006]一种常温固化耐高真空超低温的润滑涂料，其特征在于润滑涂料通过以下方法来制备:
涂料由甲组分和乙组分按广5:1的重量比组成，其中甲组分的组成按重量份数计:35~50份的二硫化钥粉末，0-20份的二硫化钨粉末，0-3份石墨粉，0-2份的氟化镧粉末或氟化铈粉末中的一种或两种，0-3份的三氧化二锑粉末，50-200份的第一溶剂；乙组分的组成按重量份数计:50份的聚氨酯，(TlO份的丁腈橡胶，50-200份的第二溶剂；所述第一溶剂和第二溶剂均为丙酮、二甲苯及环己酮按广10: 1-10:1的比例组成；按上述比例所得的甲组分在球磨机中研磨4(T50h，取出后加入乙组分继续研磨5~10h，充分搅拌均匀得到。
[0007]本发明所述二硫化钥粉末的比重为4.7g/cm3，粒度为5~10 μ m。
[0008]本发明所述二硫化钨粉末的比重为3.5g/cm3，粒度为6~10 μ m。
[0009]本发明所述石墨粉为高分散性绝不粘结的黑色微粉，比重为2.27g/cm3，粒度为2~5 μ m
[0010]本发明所述氟化镧粉末、氟化铈粉末、三氧化二锑粉末粒度均为5~10 μ m。
[0011]本发明所述聚氨酯为透明粘稠液体，NCO含量为5~8%，固含量为48-52%。
[0012]本发明所述丁腈橡胶牌号为丁腈橡胶40或丁腈橡胶26中的一种或两种。
[0013]本发明按照国标GB1727-79法涂敷，在金属材料表面涂敷时，需对金属材料去锈除油，并用砂纸打磨或对表面进行喷砂处理，对非金属材料的涂敷前须对材料进行表面粗糙化处理。
[0014]本发明的涂敷方法是这样实现的:
1、喷涂:在0.2(H).35KPa气压下，使喷枪口距物件使涂料喷施在材料表面。
[0015]2、浸涂:将材料直接浸泡在涂料中，反复数次，达到所需厚度为止。
[0016]3、刷涂:本发明的涂料可用漆刷将其刷在材料表面即可获得所需涂层，涂层厚度控制在30-100 μ m即可达到使用要求。
[0017]本发明的涂层特点如下:
1、耐高真空、耐超低温。
[0018](I)涂层在环境温度_136°C、真空度7.4 X 10_8 Pa的条件下，摩擦系数0.05、.06(如图1所示)，耐磨寿命3000~5000m/μ m ;
(2)涂层在环境温度_178°C、真空度7.4 X 10_8 Pa的条件下，摩擦系数、耐磨寿命不变；
(3)在液氮浸泡IOOh后，涂层在环境温度-136°C、真空度7.4 X 10_8 Pa的条件下，摩擦系数，耐磨寿命不变。
[0019]涂层在高真空超低温环境条件下的耐磨性能采用自主研制的空间温度环境摩擦实验装置进行测试，主要指标:极限真空:7.4 XlO-8 Pa，交变温度:-180~+350 °C，法向载荷:1~10 N，转速范围:1- 3000 r/min。
[0020]2、机械强度高。
[0021]涂层在环境温度_1361:、真空度7.4 X 10_8 Pa的条件下暴露12h后的机械强度结果如下:
Cl)附着力:参照国标GB1720-79，1级，划圈法；
(2)柔韧性:参照国标GB1731-19，0.5~1_，挠曲；
(3)抗冲击强度:参照国标GB1732-79，50Kg.mm，涂层无剥落，无裂纹。
[0022]3、防腐性能优异。
[0023]涂层在环境温度_1361:、真空度7.4 X 10_8 Pa的条件下暴露12h后的防腐性能结果如下:
(I)耐盐水性:参照国标GB1763-79，3%的氯化钠溶液浸泡12个月，无粉化，无剥落，无锈点，不起皱，不起泡。
[0024](2)耐盐雾实验:参照国标GB/T1771_1991，50g/L的氯化钠溶液，200h，涂层无脱落、无锈斑、无气泡等破坏现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为涂层在_136°C、真空度7.4 X 10_8 Pa下的摩擦系数。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图和实施例进一步对本发明进行说明，但本发明的内容并不局限于以下实施例。
[0027]实施例1:
一种常温固化耐高真空超低温的润滑涂料，它由甲组分和乙组分按重量比1:1组成，所述的甲组分包括以下组分(按重量份数计):
【权利要求】
1.一种常温固化耐高真空超低温的润滑涂料，其特征在于润滑涂料通过以下方法来制备: 涂料由甲组分和乙组分按广5:1的重量比组成，其中甲组分的组成按重量份数计:35~50份的二硫化钥粉末，0-20份的二硫化钨粉末，0-3份石墨粉，0-2份的氟化镧粉末或氟化铈粉末中的一种或两种，0-3份的三氧化二锑粉末，50-200份的第一溶剂；乙组分的组成按重量份数计:50份的聚氨酯，(TlO份的丁腈橡胶，50-200份的第二溶剂；所述第一溶剂和第二溶剂均为丙酮、二甲苯及环己酮按广10: 1~10:1的比例组成；按上述比例所得的甲组分在球磨机中研磨4(T50h，取出后加入乙组分继续研磨5~10h，充分搅拌均匀得到。
2.如权利要求1所述的润滑涂料，其特征在于二硫化钥粉末的比重为4.7g/cm3，粒度为5~10 μ m。
3.如权利要求1所述的润滑涂料，其特征在于二硫化钨粉末的比重为3.5g/cm3，粒度为6~10 μ m。
4.如权利要求1所述的润滑涂料，其特征在于氟化镧粉末、氟化铈粉末、三氧化二锑粉末粒度均为5~10 μ m。
5.如权利要求1所述的润滑涂料，其特征在于聚氨酯为透明粘稠液体，NCO含量为5~8%，固含量为48~52%。
6.如权利要求1所述的润滑涂料，其特征在于丁腈橡胶牌号为丁腈橡胶40或丁腈橡胶26中的一种或两种 。
【文档编号】C09D109/02GK103834284SQ201210471545
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月20日 优先权日:2012年11月20日
【发明者】梁军, 彭振军, 周兆福, 刘百幸 申请人:中国科学院兰州化学物理研究所