专利名称：自润滑型三层复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种三层复合材料及其制备方法，特别是一种自润滑型三层复合材料及其制备方法。
背景技术：
三层复合材料由金属基板、烧结球形铜粉多孔中间层、聚合物及其改性材料复合而成。目前主要有聚四氟乙烯表面层(DU)、聚甲醛表面层(DX)、聚酰亚胺表面层等三层复合材料的制备和性能研究，DU材料主要采取铺装、冷轧、热烧结的制备工艺，DX材料主要采取粒料铺装、热压的制备工艺。对于DU材料，PTFE在负荷下具有蠕变严重(冷流现象)，耐磨损性能和粘接性能差等缺点。DX材料则因POM不耐强酸和强氧化剂，无自熄性，不耐冲击等缺陷限制了其应用范围。因此，一种与金属基板结合力强、工艺简便、稳定性好且耐磨损等优点的高性能自润滑三层复合材料具有实用价值。固体粉末涂料及其涂装技术是多年来在我国迅速发展的一项工艺和技术，具有节省能源和资源、减少环境污染、工艺简便、易实现自动化、涂层坚固耐用，粉末可回收再利用等特点。功能型固体粉末涂料是通过各种改性手段改变基础粉末涂料体系获得特定性能的粉末涂料品种。耐磨固体粉末涂料主要采取加入具有固体润滑作用的固体润滑剂来增强耐磨性能的一种功能型固体粉末涂料。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种自润滑型三层复合材料。本发明的目的之二在于提供该三层复合材料的制备方法。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案
一种自润滑型三层复合材料，由表面层(1)、中间层(2)和基板(3)，其特征在于所述的表面层(1)是由添加固体润滑剂的功能型树脂基固体粉末涂料涂覆而成，其厚度在 0. 03、. 8mm之间；所述的中间层为冶金烧结球形铜粉，其厚度为0. 07、. 8mm ；所述的基板为金属，其厚度为0. 2 50mm。上述的自润滑型三层复合材料厚度在0. 3^51mm之间。上述的添加固体润滑剂的功能型树脂基固体粉末涂料的组成及重量百分含量为
功能型树脂基固体粉末涂料50、0%
固化剂3 30%
固体润滑剂广35%
流平剂广5%
钛白粉3 15%
安息香0. 2^2%ο上述的功能型树脂基固体粉末涂料有环氧树脂、聚酯树脂、聚酯/环氧复合型树脂，聚氨酯树脂或丙烯酸树脂。上述的固体润滑剂为二硫化钼、钼粉、石墨、氧化石墨、三氧化钼、三聚氰胺尿酸盐和聚四氟乙烯中的至少一种。上述的固体润滑剂平均粒径在1 1 0 之间。上述的固化剂根据所选用的功能型树脂基固体粉末涂料所带有的活性基团进行选择。上述的固化剂有癸二酸二酰胼、2-甲基咪唑、十二烷基二羧酸、线性酚醛树脂、 双氰胺和异氰尿酸三缩水甘油酯中的至少一种。上述的流平剂为聚丙烯酸酯、含硅丙烯酸酯、醋酸丁酸纤维素、环氧大豆油和脂肪酸有机聚合物中的至少一种。上述的基板为碳钢板、铜板或不锈钢板。上述的中间层是由粒度在0. 04mm至0. 80mm范围内的球形铜粉经氢气烧结后形成。一种制备上述的自润滑型三层复合材料的方法，其特征在于该方法的具体步骤如下采用静电喷涂工艺将上述制得的自润滑型树脂基固体粉末涂料喷涂于表面冶金烧结粘附一层球形铜粉的金属基板上，将该金属基板在15(T230°C温度下固化5 30min，使表面层固体粉末涂料熔融自流平，表面层牢固粘结于金属基板上，室温冷却后得到自润滑型三层复合材料。上述的自润滑型树脂基固体粉末涂料的制备方法为将个组分搅拌混合广IOmin,再进行熔融挤出，滚压成0. 3^1. 5mm薄片，冷却后经粉碎、分级筛选，收集粒径在
10^80 μι^之间的粉料，即为所需的自润滑型树脂基固体粉末涂料。所述固体粉末涂料用固化剂根据基体树脂所带有的活性基团选择，如
权利要求
1.一种自润滑型三层复合材料，由表面层(1)、中间层(2)和基板(3)，其特征在于所述的表面层(1)是由添加固体润滑剂的功能型树脂基固体粉末涂料涂覆而成，其厚度为 0. 03、. 8mm ；所述的中间层为冶金烧结球形铜粉，其厚度为0. 07、. 8mm ；所述的基板为金属，其厚度为0. 2 50_。
2.根据权利要求1所述的自润滑型三层复合材料，其特征在于所述的自润滑型三层复合材料厚度在0. 3、Imm之间。
3.根据权利要求1所述的自润滑型三层复合材料，其特征在于所述的添加固体润滑剂的功能型树脂基固体粉末涂料的组成及重量百分含量为功能型树脂基固体粉末涂料50、0%固化剂3 30%固体润滑剂广35%流平剂广5%钛白粉3 15%安息香0. 2^2%ο
4.根据权利要求3所述的自润滑型三层复合材料，其特征在于所述的功能型树脂基固体粉末涂料有环氧树脂、聚酯树脂、聚酯/环氧复合型树脂，聚氨酯树脂或丙烯酸树脂。
5.根据权利要求3所述的自润滑型三层复合材料，其特征在于所述的固体润滑剂为二硫化钼、钼粉、石墨、氧化石墨、三氧化钼、三聚氰胺尿酸盐和聚四氟乙烯中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的自润滑型三层复合材料，其特征在于所述的固体润滑剂平均粒径在广10 μιη之间。
7.根据权利要求3所述的自润滑型三层复合材料，其特征在于所述的固化剂根据所选用的功能型树脂基固体粉末涂料所带有的活性基团进行选择。
8.根据权利要求7所述的自润滑型三层复合材料，其特征在于所述的固化剂有癸二酸二酰胼、2-甲基咪唑、十二烷基二羧酸、线性酚醛树脂、双氰胺和异氰尿酸三缩水甘油酯中的至少一种。
9.根据权利要求3所述的自润滑型三层复合材料，其特征在于所述的流平剂为聚丙烯酸酯、含硅丙烯酸酯、醋酸丁酸纤维素、环氧大豆油和脂肪酸有机聚合物中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的自润滑型三层复合材料，其特征在于所述的基板(3)为碳钢板、铜板或不锈钢板。
11.根据权利要求1所述的自润滑型三层复合材料，其特征在于所述的中间层是由粒度在0. 04mm至0. 80mm范围内的球形铜粉经氢气烧结后形成。
12.—种制备根据权利要求1所述的自润滑型三层复合材料的方法，其特征在于该方法的具体步骤如下采用静电喷涂工艺将上述制得的自润滑型树脂基固体粉末涂料喷涂于表面冶金烧结粘附一层球形铜粉的金属基板上，将该金属基板在15(T230°C温度下固化 5 30min，使表面层固体粉末涂料熔融自流平，表面层牢固粘结于金属基板上，室温冷却后得到自润滑型三层复合材料。
13.根据权利要求12所述的自润滑型三层复合材料的制备方法，其特征在于所述的自润滑型树脂基固体粉末涂料的制备方法为将个组分搅拌混合广lOmin，再进行熔融挤出，滚压成0.3 1.5mm薄片，冷却后经粉碎、分级筛选，收集粒径在1(Γ80 μω之间的粉料，即为所需的自润滑型树脂基固体粉末涂料。
全文摘要
本发明涉及自润滑型三层复合材料及其制备方法，该复合材料具有自润滑型树脂基固体粉末涂料表面层—球形铜粉中间层—金属基板的三层复合结构。其表面层是由添加固体润滑剂的自润滑功能型树脂基固体粉末涂料经静电喷涂工艺形成的，可得到超薄耐磨表面层。本项发明以自润滑型树脂基固体粉末涂料为耐磨表面层，结合金属基板优异的物理机械性能，得到具有制备工艺简便、易实现自动化、无油自润滑性、高耐磨性、耐化学试剂等优点的低摩擦系数、耐磨新型三层复合材料。
文档编号B32B15/20GK102390139SQ201110240759
公开日2012年3月28日 申请日期2011年8月22日 优先权日2011年2月23日
发明者叶小燕, 张四刚, 张经毅, 谭孝林, 赵正平, 郭强 申请人:上海大学