[发明专利]含超支化聚硅氧烷环氧粘结型固体润滑材料及制备方法和涂层方法

说明书

本发明涉及一种含超支化聚硅氧烷环氧粘结型固体润滑材料及制备方法和涂层方法，HBPSi‑NH₂既是环氧树脂的固化剂又是改性剂，在克服传统固化剂对其涂层制备工艺的影响上赋予其优异的减摩抗磨性、韧性和耐热性等性能；而MoS₂/rGO复合粒子的加入能够在摩擦过程中与HBPSi‑NH₂形成软硬粒子协同作用，进一步提高环氧涂层的减摩抗磨性能，还能提高涂层的承载能力和环境适应性。因此，本发明的环氧粘结型固体润滑涂层具有优异的减摩抗磨性、韧性、耐热性和高承载能力等特点，可解决环氧涂层在航空航天、电子工业和汽车制造等领域使用时所存在的减摩抗磨性差、耐热性不高以及脆性大等问题，且涂层制备工艺简单，具有巨大的应用前景。

技术领域

本发明属于复合涂层领域，涉及一种含超支化聚硅氧烷环氧粘结型固体润滑材料及制备方法和涂层方法。

背景技术

机械能的大量损失是由摩擦造成的，而机械运转部件的精度、可靠性以及稳定性的降低主要是由磨损造成。据统计，由各种形式摩擦造成的能源消耗约占全世界能源消耗的30％以上，约有4/5的机械运转部件失效归因于磨损。涂层防护为减小摩擦所带来的能源损失，保证机械设备的正常运转提供了解决方案。其中，环氧树脂因其具有粘接强度高、稳定性好以及固化收缩率低等优异特性而被广泛应用于各个领域。而对于单一环氧涂层，其存在着减摩抗磨性能差、脆性大等问题，从而限制了在摩擦领域的应用。

专利CN 110003737 A公开了一种环氧树脂-PTFE/TiO₂/氧化石墨烯复合涂层及其制备办法，发明人采用硅烷偶联剂来改性TiO₂和氧化石墨烯，使其能够在环氧树脂中具有较好的分散性，从而发挥出每种纳米粒子的优异性能，所制备的环氧树脂-PTFE/TiO₂/氧化石墨烯复合涂层无论结合力、硬度、耐腐蚀性还是摩擦学性能都得到了大幅度的提高。但是，该方法需要较长时间来制备改性TiO₂和氧化石墨烯，这会大大限制其在实际中的应用，并且制备的氧化石墨烯-TiO₂-PTFE分散液所需溶剂复杂，不符合环保的理念。端胺基超支化聚硅氧烷(HBPSi-NH₂)因其具有大量活性官能团以及低表面能等特性，而易与纳米复合粒子以非共价键的形式结合，从而使纳米复合粒子在环氧树脂中具有较好的分散性，并且能够提高环氧涂层与纳米复合粒子以及金属基材的界面结合力。此外，HBPSi-NH₂不仅含有大量伯胺基和柔性链段，还具有良好的耐热性和抗氧化性等特性，因此，它还可以直接作为环氧树脂的固化剂，将其引入到环氧树脂链段中能够大大改善环氧固化物的韧性和耐热性，并且还能达到一定的减摩效果。在实际应用中，单一端胺基超支化聚硅氧烷环氧涂层还不能满足所需的减摩耐磨性能，因此需要对其进行改性处理，最常见的是通过添加减摩耐磨粒子来提高环氧涂层的摩擦学性能，但此种改性方法对环氧涂层的减摩抗磨性能改善不大，甚至会影响环氧树脂本身的力学性能。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种含超支化聚硅氧烷环氧粘结型固体润滑材料及制备方法和涂层方法，以MoS₂/rGO复合粒子为润滑剂、环氧树脂为粘结剂来制备一种含超支化聚硅氧烷环氧粘结型固体润滑涂层。解决复合粒子在环氧树脂中的分散性以及单一环氧涂层所存在的减摩抗磨性、韧性和耐热性较差等问题。

技术方案

一种含超支化聚硅氧烷环氧粘结型固体润滑材料，其特征在于组份按质量分数计，1～50份MoS₂/rGO复合粒子、1～20份端胺基超支化聚硅氧烷HBPSi-NH₂、1～100份环氧树脂和1～50份有机溶剂；其中，所述的端胺基超支化聚硅氧烷HBPSi-NH₂结构式为：

所述环氧树脂为E-51。