[发明专利]一种耐高温抗腐蚀抗磨自润滑涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料，特别是一种常温固化高温使用的抗腐蚀抗磨自润滑涂料及其制备方法。 

背景技术

随着高新技术的不断发展，工程机械、设备及构件的工作条件变的得日益苛刻，如石油化工的各种塔类设备、泵、输送管道以及水轮叶片，水电站闸门，造纸磨桨机的磨盘等，它们不仅工作在强的腐蚀和高温环境中，同时又不断运动、转动，承受着不同介质的冲击与磨损。一般的抗磨耐腐蚀涂料由于所形成的涂层没有足够的机械强度与耐磨性，在受到长时间的冲击与机械作用后，会很快磨损，乃至剥落而失去对基材的保护作用，因而只能应用于静态工件上。如何提高耐磨涂层的抗空蚀性能、耐温防腐性能、耐化学品性能、耐磨润滑性能、耐冲击性能等是其技术发展的趋势。 

中国专利(94116246)公开了一种以环氧树脂为胶粘剂，二硫化钼为固体润滑剂，二氰二胺为固化剂，丁晴40为环氧改性剂，同时还添加其它改性剂的润滑涂料，有良好的耐磨润滑性和防粘性，适宜用作室温～200℃干摩擦零件润滑涂层。但其组分繁多，在耐温和防腐性上存在明显不足。 

中国专利(03137948.6)公开了一种以环氧树脂为胶粘剂，硼改性酚醛树脂为固化剂，二硫化钼为固体润滑剂，三氧化二锑和氟化铈为添加剂，分散介质为混合有机溶剂的耐高温抗磨润滑涂料，具有良好的耐磨和润滑性能，可在300～350℃环境中使用。但其在高温下的承载性能，耐磨润滑性能，防腐性能以及固化条件等诸多方面存在明显缺陷。 

因此，寻求常温固化，高温性能稳定，热失重数值小的聚合物，以及具有辐射率高，陶瓷粉末形状及尺寸设计合理，高低温润滑性能稳定，防腐性能突出的解决方案，是制备耐高温抗磨自润滑重防腐涂层技术的关键。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种常温固化高温使用的润滑耐磨性能，承载性能与防腐性能俱佳的自润滑耐磨涂料及其制法。 

本发明的耐高温抗腐蚀抗磨自润滑涂料由陶瓷粘结剂、固化剂、固体润滑剂、复合陶瓷粉，增黑剂、添加剂、防腐剂、结合力增强剂等组分组成。本发明的陶瓷粘结剂采用互穿网络(IPN)聚合物的方法制成；固化剂选择优良的蓖麻油和甲苯二异氰酸酯(TDI)加成反应，制成相对分子质量低的高分子预聚物；复合固体润滑剂为二硫化铌、二硫化钼、石墨和氧化铝微纤维；复合陶瓷粉采用不同颗径的(陶瓷微球+六面体陶瓷粉)的结构；增黑剂选用Fe₂O₃-MnO₂-Co₂O₃-ZrO₂-CeO-Y₂O₃经高温烧结而成；添加剂为LaF₃(氟化镧)；防腐剂为BUC(正二丁基磷酸铈)；结合力增强剂为经过表面亲油处理的具有高表面能的纳米Al₂O₃(10-30nm)；分散介质为混合有机溶剂。 

本发明的耐高温抗腐蚀抗磨自润滑涂料的重量百分含量组成为：陶瓷粘结剂35～45％、复合陶瓷粉25～35％、复合固体润滑剂8～16％、增黑剂3～5％、添加剂0.1～0.4％、防腐剂1～3％、结合力增强剂1～3％、混合有机溶剂12％～26％。其中混合有机溶剂百分含量组成为二甲苯25～35％、醋酸丁酯20～33％、甲基异丁基甲酮(MIBK)20～33％、聚丙二醇二缩水甘油醚10～20％。选择二甲苯、醋酸丁酯、甲基异丁基甲酮(MIBK)、聚丙二醇二缩水甘油醚这四种溶剂是充分考虑了干膜的喷涂工艺、表干速度、成膜时间、固化温度等因素，从一个方面确保了本发明的耐高温抗腐蚀抗磨自润滑涂料具有常温固化、高温性能稳定的特点。 

本发明选用的陶瓷粘结剂采用互穿网络(IPN)聚合物的方法制成氧指数0.48，分解温度大于500℃，其制备方法可以按下述步骤进行： 

1.将含氟烷基甲基二氯硅烷和二烃基氯硅烷以质量比3∶7混合均匀后，加入反应物总量的0.5％～1.5％的氧化铅或氧化钡作为金属氧化物脱氯合成得到的多元含氟混合环硅氧烷中间体； 

2.以多元含氟混合环硅氧烷中间体为原料直接以30％浓度的盐酸引发开环聚合得到含氟聚硅氧烷，分子结构式见图1：