阅读说明：本技术 一种复合纳米基耐磨涂层材料 (Composite nano-based wear-resistant coating material ) 是由 顾文良 蒋成祥 于 2021-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种复合纳米基耐磨涂层材料,涉及化学润滑涂层技术领域,包括环氧树脂或聚酰亚胺树脂溶液、有机胺类物质、促进剂、偶联剂、触变剂、润滑剂、耐磨添加剂、碳纤维、分散剂、流平剂、溶剂,按照一定比例进行合成耐磨涂层材料。该涂层材料可以在高温高压的工作环境中工作,耐腐蚀,耐磨耗,摩擦系数低,耐高低温性能优良,能显著延长被保护器件的使用寿命,降低摩擦功耗,具有良好的应用前景。(The invention provides a composite nano-based wear-resistant coating material, which relates to the technical field of chemical lubricating coatings and comprises an epoxy resin or polyimide resin solution, an organic amine substance, an accelerator, a coupling agent, a thixotropic agent, a lubricant, a wear-resistant additive, carbon fibers, a dispersant, a flatting agent and a solvent, wherein the wear-resistant coating material is synthesized according to a certain proportion. The coating material can work in a high-temperature and high-pressure working environment, is corrosion-resistant, wear-resistant, low in friction coefficient and excellent in high and low temperature resistance, can obviously prolong the service life of a protected device, reduces friction power consumption and has a good application prospect.)

一种复合纳米基耐磨涂层材料

技术领域

本发明涉及化学润滑涂层技术领域，尤其是涉及一种复合纳米基耐磨涂层材料。

背景技术

通常，基材的表面并没有我们所需要的性能。我们所需要的具体性能的缺失会导致基材表面在特定环境下的降解，或是无法满足特定的性能要求，或者二者兼有。例如，在特定环境下金属、玻璃、陶瓷的表面会遭受磨损或者其他不必要的表面活性，例如化学吸附、催化反应、腐蚀作用、氧化作用、副产物累积、粘滞作用等。

很多已知的涂层不能提供足够的耐磨性，这会导致部件表面的磨损，从而缩短了涂覆有该涂层的部件的使用寿命。由于部件的使用环境一般比较复杂，我们希望所生产的涂层可以同时抵抗部件表面的化学降解和物理磨损。

发明内容

为解决上述背景技术中存在的问题，本发明通过高强度碳纤维的增强抗磨和纳米粒子的复合作用制得复合纳米基耐磨涂层材料。其技术方案是这样的：

本发明提供的技术方案：其组成按重量份计：

环氧树脂或聚酰亚胺树脂溶液 10-60份

有机胺类物质 5-50份

促进剂 0.5-18份

偶联剂 0.5-20份

触变剂 5-20份

润滑剂 5-20

耐磨添加剂 3-10

碳纤维 1-10

分散剂 0.025-0.4

流平剂 0.025-0.4

溶剂 0-15

作为本发明的进一步改进，其中有机胺类物质选自酚醛胺、缩胺、芳香胺、脂肪胺、脂环胺、聚酰胺中的一种或几种组合。

作为本发明的进一步改进，其中偶联剂可以选用KH550、KH560或其它偶联剂。

作为本发明的进一步改进，其中促进剂可以选用DMP-30或其它促进剂。

作为本发明的进一步改进，其中触变剂可以选用气相或沉淀二氧化硅。

作为本发明的进一步改进，其中耐磨添加剂为纳米级三氧化二锑、氧化铜、氮化硼、碳化硅、二氧化钛或其混合物，优选采用纳米级碳化硅、二氧化钛。

作为本发明的进一步改进，其中碳纤维为高强度碳纤维，长度范围2-300微米。

作为本发明的进一步改进，其中分散剂为改性有机硅类分散剂。

作为本发明的进一步改进，其中流平剂为有机硅类流平剂。

作为本发明的进一步改进，其中溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲苯、二甲基甲酰胺或其混合物。

本发明的有益效果是，本发明的复合纳米基耐磨涂层材料通过研磨并分散混合制得，经过喷涂或丝网印刷于器件表面经高温固化后形成固体润滑膜来进行使用。本发明的干膜可用作平面导轨、平面滑动轴承、办公机械如打字机、复印件、纺织机械、家电产品、滑轨、转动轴、发动机活塞等滑动摩擦件的润滑耐磨涂层，可降低摩擦，减少零部件的磨损。本发明在中等负荷条件下和航空煤油配合使用，可得到良好的润滑效果，减少磨合期内零件的磨损，降低摩擦或缩短磨合期。如应用于发动机活塞，活塞寿命可比较一般的固体润滑膜提高20%以上，摩擦系数降低20%以上，并且可以在高温高压工作环境中使用。

具体实施方式

实施例1

一种复合纳米基耐磨涂层材料，其原料的重量配比为：环氧树脂溶液50g、KH550使用5g、DMP-30使用10g、石墨2g、沉淀二氧化硅10g、二硫化钼5g、硫化锌1 g、纳米二氧化钛5g、碳纤维1g、分散剂0.025g、流平0.025g。研磨并分散均匀。经丝网印刷后于200℃经过1小时固化后性能测试。

实施例2

一种碳—碳复合纳米基耐磨涂层材料，其原料的重量配比为：聚酰亚胺溶液50g、KH560使用5g、DMP-30使用12g、石墨5g、气相10g、二硫化钼10g、氧化铅1g、硫化锌1 g、三氧化二锑2g、纳米二氧化钛5 g、碳纤维5g、 分散剂0.1g、流平剂0.1g。研磨并分散均匀。经丝网印刷后220℃经过1小时固化后性能测试。

实施例3

一种碳—碳复合纳米基耐磨涂层材料，其原料的重量配比为：聚酰亚胺溶液50g、KH550使用5g、DMP-30使用10g、沉淀二氧化硅12g、石墨15g、氧化铅1g、硫化锌1 g、三氧化二锑2g、碳化硅3g、纳米二氧化钛5g、碳纤维10g、分散剂0.2g、流平剂0.2 g、二甲基甲酰胺100g。研磨并分散均匀。经喷涂后180℃2小时固化后性能测试。

实施例4

一种碳—碳复合纳米基耐磨涂层材料，其原料的重量配比为：聚酰亚胺溶液50g、KH560使用8g、DMP-30使用10g、石墨10g、气相12g、二硫化钼3g、氧化铅1g、硫化锌1g、三氧化二锑1g、氮化硼1g、纳米二氧化钛5g、碳纤维5g、分散剂0.2g、流平剂0.2g、N-甲基吡咯烷酮100g、二甲苯50g。研磨并分散均匀。经喷涂后180℃2小时固化后进行性能测试。

与某跨国公司具有代表性和广泛性的干膜润滑产品进行干摩擦下摩擦磨损性能测试和油润滑下摩擦性能测试以及应用于发动机活塞后进行台架上机实验性能测试，其中台架试验在某汽油机中进行的活塞冷起动实验：发动机在温度为-10℃的环境下起动，四分钟之内升至全负荷工况，循环50次，实验完成后，发动机进行拆机，对活塞的裙部进行磨损厚度测量。结果对比如下：

从检测结果，该抗磨涂层性能优异。此外我们进行了发动机活塞能耗实验，其燃油经济性也有明显提高。