[发明专利]耐原子氧二硫化钼基有机或无机杂化润滑涂料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于润滑剂制备技术领域，尤其涉及一种耐原子氧二硫化钼基有机或无机杂化润滑涂料及其制备方法。

背景技术

采用有机胶粘剂的粘结MoS₂固体润滑涂层由于其优异的综合性能，如真空润滑性能、承载能力、抗冲击性能以及对底材的防腐蚀性等，相比于质脆、防腐蚀性差的无机粘结固体润滑涂层，能够有效解决空间飞行器活动件地面贮存阶段的防腐蚀和在轨服役期间的耐磨损防护问题。

随着我国新一代空间飞行器研制任务的提出，后续位于空间低轨环境中服役的活动件需要经受高剂量的空间原子氧的侵蚀作用。有机粘结MoS₂固体润滑涂层中的胶粘剂和润滑剂易被原子氧氧化，孙晓军等发现胶粘剂(如聚酰亚胺)粘结固体润滑剂(如MoS₂固体润滑涂层)在经受4×10²³atom/m²总剂量的原子氧侵蚀后，胶粘剂(如聚酰亚胺)形成挥发性气体，固体润滑剂(如润滑剂二硫化钼转化为三氧化钼)失去润滑性，导致涂层耐磨寿命降低30％，附着力显著降低。由于润滑涂层中两种主要组分结构与化合形式的变化造成润滑涂层性能剧烈退化，难以被用于空间低轨环境。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种耐原子氧二硫化钼基有机或无机杂化润滑涂料及其制备方法，克服空间用聚酰胺酰亚胺粘结MoS₂固体润滑涂层的胶粘剂与润滑剂易被原子氧氧化的问题。

本发明的耐原子氧二硫化钼基有机或无机杂化润滑涂料，其组份由胶粘剂、固体润滑剂、抗氧化改性剂、分散剂、混合溶剂和改性硅溶胶组成。

进一步的，以耐原子氧二硫化钼基有机或无机杂化润滑涂料中配方的总体质量为100％计，其中胶粘剂30％～40％，固体润滑剂10％～30％，改性硅溶胶30％～40％，抗氧化改性剂1％～7％，分散剂0.05％～1％，混合溶剂8.85％～12.95％。

进一步的，所述胶粘剂为聚酰胺酰亚胺树脂，且聚酰胺酰亚胺树脂中的聚酰胺酰亚胺的固体份含量为18％～22％，按照涂料粘度测定法测定该胶粘剂的粘度特性为：25℃下在涂-4杯中流出时间为60s～80s。

进一步的，所述固体润滑剂为二硫化钼，其平均粒径在5μm以下。

进一步的，所述抗氧化改性剂为三氧化二锑，其平均粒径在5μm以下。

进一步的，所述分散剂为德国毕克公司成产的润湿分散剂DISPERBYK-163。

进一步的，所述混合溶剂的组份为二甲苯、2-丁酮与N,N-二甲基乙酰胺，按质量比为1:1:3混合组成。

进一步的，由以下制备方法制作改性硅溶胶：

步骤a，按照正硅酸乙酯与Υ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为9:1～7:3进行混合，混合溶液作为前驱体；

步骤b，用前驱体9倍质量的N,N-二甲基乙酰胺对前驱体进行稀释获得前驱体溶液；

步骤c，前驱体溶液在机械搅拌下，将pH＝3的盐酸水溶液滴加至前驱体溶液后，加热至50～60℃，在50～60℃下连续搅拌20-30h，其中盐酸水溶液与前驱体质量比为1:6。

本发明所述的耐原子氧二硫化钼基有机或无机杂化润滑涂料的制备方法包括以下步骤：

步骤1，将混合溶剂总质量的60％、分散剂和改性硅溶胶混合均匀后，加入固体润滑剂和抗氧化改性剂，搅拌均匀后加入混合溶剂总质量的40％，获得涂料混合溶液；

步骤2，利用氧化锆珠对涂料混合溶液进行球磨分散后加入胶粘剂，继续球磨分散后，过滤氧化锆珠，获得二硫化钼基有机或无机杂化润滑涂料。

进一步的，将制备的二硫化钼基有机或无机杂化润滑涂料在金属基底表面进行涂膜，并依次进行60℃烘烤30min，110℃烘烤30min，180℃烘烤30min，300℃烘烤1h，获得耐原子氧二硫化钼基有机或无机杂化润滑涂层。

有益效果：