1.本发明属于复合涂层领域，涉及一种高性能环保型固体自润滑涂层及制备使用方法。


背景技术：

2.航空、航天技术飞速发展，许多摩擦学问题也随之而来。粘结固体润滑涂层是固体润滑材料的主要类型之一，具有较低的摩擦因数和较宽的温度使用范围。固体润滑涂层作为一种简单、高效的润滑技术，能在摩擦部件表面成膜以降低其摩擦磨损而给予其有效的防护，可以为极端条件下的润滑难题提供有效的解决方案。目前，绝大多数粘结固体润滑涂料中使用的粘结剂是有机溶剂型，涂料组分中含有大量有机溶剂。有机溶剂具有挥发性、有毒、易燃，对环境和人体危害严重。随着相关环境法规的制定以及人们环保意识的日益增强，研究无污染或低污染性质的水性粘结固体润滑涂层成为固体润滑材料发展的主要方向之一。
3.专利cn1450153a公开了一种由水性环氧树脂作为粘结剂制备的水性粘结固体润滑涂层。但是由于水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂等粘结剂在固化过程中易发生团聚，导致交联反应无法完全进行，从而导致制备的水性涂层的固化强度和摩擦学性能还远不及溶剂型涂层，降低了涂层的固化强度和摩擦学性能。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种环保型固体润滑涂层的制备方法，以解决粘结剂在固化过程中的问题。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：（1）按比例称取二硫化钼、石墨和分散剂，将称取好的样品倒入球磨罐中，加入适量去离子水，放入约占球磨罐三分之一体积的陶瓷球，累计球磨数小时；（2）称取适量水性聚酰胺酰亚胺与研磨好的固体组分充分混合，并充分搅拌制备出均匀稳定分散的涂料。
6.（3）将涂料均匀涂抹在经除油、超声清洗等处理后的试样表面。涂好的试样在室温下放置表干，然后固化。
7.所述步骤（1）所述润湿分散剂为一种改性的丙烯酸树脂，石墨、二硫化钼、分散剂和水配比为3：2：3.4：5。
8.所述步骤（1）中的球磨时间为40-60h。
9.所述步骤（2）中的石墨与水性聚酰胺酰亚胺配比为1：5。
10.所述步骤（3）的固化温度为220-290℃，固化时间为30-60min。
11.所述步骤（3）制备聚固体润滑涂层的厚度100～150μm。
12.有益效果：本发明提出的一种环保型固体润滑涂层及制备使用方法，润滑涂层是由水性聚酰胺酰亚胺、二硫化钼、石墨、分散剂以及去离子水复合制备而成。其中，水性聚酰
胺酰亚胺树脂是一种环保性的新型粘结剂，能够均匀分散于去离子水中，且在固化过程中可以固化完全。能够起到增韧、增强的效果，还能赋予涂料良好的流平性和成膜性。当涂层中添加适量mos2、石墨时，两者能够协同作用，使固体自润滑涂层具有较低的摩擦系数、较高的承载能力和较长的摩擦寿命。本发明的环保型固体自润滑涂层具有优异的减摩抗磨性、韧性、附着力长寿命等特点。且该固体自润滑涂层制备工艺简单，具有巨大的应用潜力。
附图说明
13.图1为实施例1制备的涂层扫描电镜（sem）图。
14.图2为实施例1、2和3制备的涂层室温摩擦系数曲线图。
具体实施方式
15.为了进一步说明本发明，列举以下实施例。
16.实施例1：（1）称取石墨0.6g、二硫化钼0.4g和分散剂0.68g，将称取好的样品倒入球磨罐中，加入1g去离子水，放入陶瓷球，累计球磨50 h；（2）称取3g水性聚酰胺酰亚胺与研磨好的固体组分充分混合，并充分搅拌制备出均匀稳定分散的涂料。
17.（3）将涂料均匀涂抹在经除油、超声清洗等处理后的试样表面。涂好的试样在室温下放置表干，然后280℃固化1h。
18.图1为本发明方法的实施例1制备的固体润滑涂层扫描电镜图。
19.实施例2：（1）称取石墨0.6g、二硫化钼0.4g和分散剂0.68g，将称取好的样品倒入球磨罐中，加入1g去离子水，放入陶瓷球，累计球磨50 h；（2）称取3g水性聚酰胺酰亚胺与研磨好的固体组分充分混合，并充分搅拌制备出均匀稳定分散的涂料。
20.（3）将涂料均匀涂抹在经除油、超声清洗等处理后的试样表面。涂好的试样在室温下放置表干，然后230℃固化1h。
21.实施例3：（1）称取石墨0.6g、二硫化钼0.4g和分散剂0.8g，将称取好的样品倒入球磨罐中，加入1g去离子水，放入陶瓷球，累计球磨50 h；（2）称取3g水性聚酰胺酰亚胺与研磨好的固体组分充分混合，并充分搅拌制备出均匀稳定分散的涂料。
22.（3）将涂料均匀涂抹在经除油、超声清洗等处理后的试样表面。涂好的试样在室温下放置表干，然后280℃固化1h。
23.对涂层摩擦学性能分析选用的摩擦试验机型号为ms-t3001。实验所选用gcr15轴承钢制成的摩擦球，硬度为62hrc，钢球直径为6mm，钢片的材质为45#钢，旋转半径为5mm。单个样品测试转速，载荷和时间分别为200r/min，80n，10min。图2为本发明方法的实施例1、2和3制备的涂层室温摩擦系数曲线图。
24.所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不
背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.权利要求书一种环保型固体润滑涂层及制备使用方法，其特征在于包括如下步骤：（1）按比例称取二硫化钼、石墨和分散剂，将称取好的样品倒入球磨罐中，加入适量去离子水，放入约占球磨罐三分之一体积的陶瓷球，累计球磨数小时；（2）称取适量水性聚酰胺酰亚胺与研磨好的固体组分充分混合，并充分搅拌制备出均匀稳定分散的涂料。2.将涂料均匀涂抹在经除油、超声清洗等处理后的试样表面。3.涂好的试样在室温下放置表干，然后固化。4.如权利要求1所述的环保型固体润滑涂层及制备使用方法，其特征在于，步骤（1）所述润湿分散剂为一种改性的丙烯酸树脂，石墨、二硫化钼、分散剂和水配比为3：2：3.4：5。5.如权利要求1所述的环保型固体润滑涂层及制备使用方法，其特征在于，步骤（1）中的球磨时间为40-60h。6.如权利要求1所述的环保型固体润滑涂层及制备使用方法，其特征在于，步骤（2）所述石墨与水性聚酰胺酰亚胺配比为1：5。7.如权利要求1所述的环保型固体润滑涂层及制备使用方法，其特征在于，步骤（3）中的固化温度为220-290℃，固化时间为30-60min。8.根据权利要求1～5中任意一项所述方法制备得到的环保型固体润滑涂层。9.一种固体润滑涂层，其特征在于，所述涂层为二硫化钼、石墨、分散剂和水以及水性聚酰胺酰亚胺作为粘结剂的固体润滑涂层。10.根据权利要求1～5中任意一项所述方法制备得到的固体润滑涂层以及根据权利要求6或7所述固体润滑涂层在机械加工中的应用。

技术总结
本发明公开了一种环保型固体润滑涂层及制备使用方法，制得的固体润滑涂层摩擦系数较低、摩擦寿命较长。本发明的环保型固体自润滑涂层具有优异的减摩抗磨性、韧性、附着力长寿命等特点。本发明的具体方法如下：（1）按比例称取二硫化钼、石墨和分散剂，将称取好的样品倒入球磨罐中，加入适量去离子水，放入约占球磨罐三分之一体积的陶瓷球，累计球磨数小时；（2）称取适量水性聚酰胺酰亚胺与研磨好的固体组分充分混合，并充分搅拌制备出均匀稳定分散的涂料；（3）将涂料均匀涂抹在经除油、超声清洗等处理后的试样表面。涂好的试样在室温下放置表干，然后固化，即得固体润滑涂层。本发明制备的低摩擦，长寿命，高承载的固体润滑涂层可以作为机械加工润滑。本发明方法具有制备工艺简单、原料易得、成本低、润滑性能好、绿色等特点。绿色等特点。绿色等特点。


技术研发人员：高原 刘俊 钱研
受保护的技术使用者：江苏高润新材料有限公司
技术研发日：2021.09.23
技术公布日：2022/1/21