專利名稱：一種光固化干膜潤滑劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于干膜潤滑劑制備技術領域，特別涉及一種環(huán)境友好型的干膜潤滑劑。
背景技術：
干膜潤滑劑是借助于粘結劑將固體潤滑劑、耐磨添加劑等牢固地粘結在發(fā)生相對運動的摩擦表面上，起耐磨潤滑防護作用，可采用噴涂、刷涂、浸涂等形式將干膜潤滑劑涂覆在摩擦基體表面，經一定溫度干燥后固化形成固體潤滑干膜。紫外光固化干膜潤滑劑可以在紫外光照射下固化成膜，干燥時間短且常溫固化，操作簡單，使得生產效率高，設備成本大大降低，同時具有環(huán)境友好的特點。紫外光固化干膜潤滑劑采用可紫外光固化的粘結基體，添加各種輔助材料，包括固體潤滑劑、耐磨添加劑、抗氧劑等，將這種干膜潤滑劑通過噴涂、刷涂、浸涂等施工方法， 在摩擦部件表面形成20 100 μ m厚的涂層，經紫外光照射形成固體潤滑膜。目前未見將紫外光固化技術應用于干膜潤滑劑方面的專利。一種中國專利CN 101157808A申請“高耐磨真空鍍膜紫外光固化涂料”，由二官能團聚氨酯丙烯酸酯、高官能團聚氨酯丙烯酸酯、高官能團丙烯酸酯單體、單官能團丙烯酸酯單體、酸性附著力促進劑、 納米耐磨材料、光引發(fā)劑、助劑、溶劑組成。納米耐磨材料是納米氧化鋁或納米二氧化硅，基材通過真空鍍膜處理，采用噴涂方式涂裝，提高了涂膜的附著力和耐磨性能，但它只用于電子產品工件表面保護，不具有潤滑效果，不能用作金屬零部件的干膜潤滑劑。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種可在常溫固化、環(huán)境友好且潤滑耐磨性能優(yōu)良、對于對摩面劃傷較小的光固化干膜潤滑劑。實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術方案是所述光固化干膜潤滑劑成膜物質由固體潤滑劑、耐磨添加劑、分散劑、抗氧化劑、粘結基體組成，按重量百分比計，其組成和配比為固體潤滑劑10 50 %，耐磨添加劑4 10 %，分散劑0. 2 5 %，抗氧化劑2 6 %，粘結基體 35 80%。固體潤滑劑選用石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯、六方氮化硼以及二硫化鎢的一種或幾種，固體潤滑劑顆粒平均粒徑為6mm以下。二硫化鉬和二硫化鎢在干燥和真空條件下的潤滑性能優(yōu)越，石墨在空氣和潮濕環(huán)境下潤滑性能較好，聚四氟乙烯在低載荷條件下潤滑性能優(yōu)異。六方氮化硼在中性還原氣氛中，耐熱到2000°C，在氮氣和氬中使用溫度可達 2200°C，在氧氣氣氛中也可使用至900°C，可作高溫固體潤滑劑、擠壓抗磨添加劑、生產陶瓷復合材料的添加劑、耐火材料和抗氧化添加劑。固體潤滑劑的復配有時會產生更佳的效果。分散劑選用0P-10、span-80, tween-20、聚乙二醇、聚乙烯醇縮甲醛以及聚乙烯醇縮丁醛等其中的一種或數(shù)種。耐磨添加劑選用滑石粉、鈦白粉、輕體碳酸鈣、沉淀硫酸鋇、碳酸鎂、氣相二氧化硅、氫氧化鎂、氫氧化鋁、氧化鋁、蒙脫土、高嶺土、氧化鋯以及三氧化二釔中的一種或數(shù)種。選用的耐磨添加劑在添加前最好經過環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂或者聚丙烯酸(酯)高分子材料的表面包覆處理。具體包覆工藝包括物理包覆和化學包覆。物理包覆是直接將耐磨添加劑分散于高分子材料的分散液中經過機械和超聲分散。化學包覆是利用改性劑如硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯等偶聯(lián)劑，高級脂肪酸、有機銨等的官能團與無機離子表面發(fā)生化學反應，如氧化鋁、二氧化硅等粒子表面含有多個羥基官能團，這些官能團通過與上述改性劑化學反應引入所需要的官能團，這些官能團再與高分子中的對應官能團發(fā)生反應，進而實現(xiàn)耐磨添加劑顆粒的高分子包覆。如在二氧化硅表面引入KH-550改性，反應之后引入KH-550分子結構中的NH2-，而該NH2-基團可以通過分別與環(huán)氧基和羧基反應，實現(xiàn)在顆粒表面分別包覆環(huán)氧樹脂和聚丙烯酸(酯)樹脂。高分子包覆耐磨添加劑之后，有效防止粒子聚集，有利于其在涂膜之中的均勻分散；同時由于高分子覆層硬度較低，使得耐磨添加劑的硬度適當降低，降低了硬質顆粒對于對摩面的劃傷。本發(fā)明可選用兩種包覆方式中的任一種。抗氧化劑選用三氧化二銻或氧化鉛。粘結基體由低聚物、活性稀釋劑、光引發(fā)劑及助劑組成。低聚物選用環(huán)氧丙烯酸酯；活性稀釋劑選用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、三乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化季戊四醇丙烯酸酯等其中的一種或數(shù)種；光引發(fā)劑選用二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、2，4，6-三甲基二苯甲酮和4-甲基二苯甲酮等其中的一種或數(shù)種。低聚物具有各類不飽和雙鍵或環(huán)氧基等可進行光固化反應的基團，活性稀釋劑既可調節(jié)黏度也參與固化反應，光引發(fā)劑在紫外光區(qū)內吸收光能從而產生活性體，引發(fā)低聚物和活性稀釋劑的固化。作為一種改進，上述光固化干膜潤滑劑成膜物質配方中還可以含有磁性添加劑， 其在配方中所占的重量百分比為0. 5 2. 5%。所述的磁性添加劑選用四氧化三鐵、鎳鋅銅鐵氧體、錳鋅鐵氧體和鎂鋅鐵氧體中的一種或者數(shù)種。選用的四氧化三鐵、鎳鋅銅鐵氧體、錳鋅鐵氧體和鎂鋅鐵氧體通過兩次水熱法制備得到，先采用碳酸鈉作礦化劑，在堿性條件下進行第一次水熱反應；再在酸性條件下進行第二次水熱反應，形成單相鐵氧體，其粒徑均在100 nm以下。上述光固化干膜潤滑劑的制備方法具體步驟如下
(1)粘結基體的制備稱取一定量的環(huán)氧樹脂，加熱升溫至60°C開動攪拌，75°C時加入一定量的對苯二酚，85°C時加入一定量的N，N—二甲基苯胺和丙烯酸的混合溶液，恒溫 90°C 110°C攪拌回流反應3 6小時，即可得粘稠的低聚物。稱取一定量的低聚物，用一定量的活性稀釋劑溶解，再加入一定量的光引發(fā)劑、促進劑混合均勻，即得到粘結基體；
(2)稱取一定量的粘結基體，依次添加分散劑、耐磨添加劑、固體潤滑劑、抗氧化劑、磁性添加劑，分別經過高速分散和砂磨分散或球磨分散，再經過濾封裝即可制得。本發(fā)明干膜潤滑劑可于常溫在紫外光下固化，同時其成膜配方中添加了磁性材料，并且使用高分子材料對其中的耐磨添加劑組分進行了表面包裹處理，因此與現(xiàn)有技術相比較，具有如下優(yōu)點固化成膜速度快，在較短時間就可固化，大大提高了生產效率；環(huán)境友好型，基本無溶劑揮發(fā)，體系粘結基體物質100%轉化成涂膜；耐磨性能優(yōu)良，通過添加磁性添加劑，提高耐涂膜的極壓抗磨性能；同時耐磨添加劑在添加前經過經過環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂或者聚丙烯酸酯高分子材料的表面包覆處理，避免對對摩面的劃傷。本發(fā)明可以適用于一般干膜潤滑劑的應用場合，如各種機械、汽車零件等的永久潤滑；鐵路車輛、船舶等的零件補修；塔吊銷軸、橋梁支柱、鐵路道岔滑床板、火箭機器發(fā)射裝置等的防銹及潤滑兼用等，特別適用于不耐溫基材零部件表面的潤滑耐磨涂覆。
具體實施例方式實施例1
光固化干膜潤滑劑制備方法如下稱取一定量的環(huán)氧樹脂，加熱升溫至60°C開動攪拌，75°C時加入一定量的對苯二酚，85°C時加入一定量的N，N—二甲基苯胺和丙烯酸的混合溶液，恒溫100°C攪拌回流反應5小時，即可得粘稠的低聚物。稱取一定量的低聚物，用一定量的活性稀釋劑溶解，再加入一定量的光引發(fā)劑、促進劑，即得到粘結基體。在粘結基體中依次添加分散劑、耐磨添加劑、固體潤滑劑、抗氧化劑、磁性添加劑，分別經過高速分散和砂磨分散，再經過濾封裝即可制得。干膜潤滑劑成膜物質中以重量計環(huán)氧樹脂33. 20份； 丙烯酸5. 09份；N，N—二甲基苯胺0. 39份；對苯二酚0. 02份；苯乙烯14. 10份；甲基丙烯酸甲酯7. 10份；乙二醇二丙烯酸酯10. 20份；二苯甲酮2. 10份；三乙醇胺1. 40份；石墨 11. 40份；六方氮化硼2. 30份；經過環(huán)氧樹脂包覆的三氧化二鋁2. 50份；經過環(huán)氧樹脂包覆的滑石粉1. 50份；0P-10為0. 20份；三氧化二銻6. 00份；鎳銅鋅鐵氧體2. 50份。上述干膜潤滑劑經噴涂后置于距40W紫外光源25cm處輻照1小時固化成膜。采用M-2000磨損試驗機，在線性載荷為10kN/m、轉速200rpm的環(huán)塊干摩擦條件下，上述干膜潤滑劑制得涂膜的穩(wěn)態(tài)摩擦系數(shù)為0. 17，50分鐘內累積磨損量為3. 4 mg。實施例2
光固化干膜潤滑劑制備方法如下稱取一定量的環(huán)氧樹脂，加熱升溫至60°C開動攪拌，75°C時加入一定量的對苯二酚，85°C時加入一定量的N，N—二甲基苯胺和丙烯酸的混合溶液，恒溫110°C攪拌回流反應3小時，即可得粘稠的低聚物。稱取一定量的低聚物，用一定量的活性稀釋劑溶解，再加入一定量的光引發(fā)劑、促進劑，即得到粘結基體。在粘結基體中依次添加分散劑、耐磨添加劑、固體潤滑劑、抗氧化劑、磁性添加劑，分別經過高速分散和球磨分散，再經過濾封裝即可制得。干膜潤滑劑成膜物質中以重量計環(huán)氧樹脂33. 20份；丙烯酸5. 09份；N，N—二甲基苯胺0. 39份；對苯二酚0. 02份；三乙二醇二丙烯酸酯8. 40份； 甲基丙烯酸甲酯9. 20份；三羥甲基丙烷三丙烯酸酯12. 70份；4-苯基二苯甲酮2. 10份； 三乙醇胺1. 40份；石墨7. 70份；二硫化鎢2. 30份；經過丙烯酸酯包覆的三氧化二鋁5. 50 份；經過丙烯酸酯包覆的氧化鋯4. 50份；tween-20為5. 00份；氧化鉛2. 00份；四氧化三鐵0.50份。上述干膜潤滑劑經噴涂后置于距40W紫外光源25cm處輻照1小時固化成膜。 采用M-2000磨損試驗機，在線性載荷為10kN/m、轉速200rpm的環(huán)塊干摩擦條件下，上述干膜潤滑劑制得涂膜的穩(wěn)態(tài)摩擦系數(shù)為0. 15，50分鐘內累積磨損量為4. 2mgo實施例3
光固化干膜潤滑劑制備方法如下稱取一定量的環(huán)氧樹脂，加熱升溫至60°C開動攪拌，75°C時加入一定量的對苯二酚，85°C時加入一定量的N，N—二甲基苯胺和丙烯酸的混合溶液，恒溫90°C攪拌回流反應6小時，即可得粘稠的低聚物。稱取一定量的低聚物，用一定量的活性稀釋劑溶解，再加入一定量的光引發(fā)劑、促進劑，即得到粘結基體。在粘結基體中依次添加分散劑、耐磨添加劑、固體潤滑劑、抗氧化劑、磁性添加劑，分別經過高速分散和球磨分散，再經過濾封裝即可制得。干膜潤滑劑成膜物質中以重量計環(huán)氧樹脂15. 57份；丙烯酸2. 42份；N，N—二甲基苯胺0. 20份；對苯二酚0. 01份；苯乙烯7. 20份；甲基丙烯酸甲酯7. 20份；2，4，6-三甲基二苯甲酮0. 9份；4-甲基二苯甲酮0. 90份；三乙醇胺1. 80 份；石墨9. 20份；二硫化鎢36. 40份；六方氮化硼4. 40份；經過有機硅包覆的氣相二氧化硅3. 50份；經過有機硅包覆的氧化鋯1. 10份；經過有機硅包覆的氧化鋁2. 30份；span-80 為1. 35份；tween-20為1. 35份；氧化鉛2. 80份；錳鋅鐵氧體1. 40份。上述干膜潤滑劑經噴涂后置于距40W紫外光源25cm處輻照1小時固化成膜。采用M-2000磨損試驗機，在線性載荷為10kN/m、轉速200rpm的環(huán)塊干摩擦條件下，上述干膜潤滑劑制得涂膜的穩(wěn)態(tài)摩擦系數(shù)為0. 12，50分鐘內累積磨損量為3.7 mg。
權利要求
1.一種光固化干膜潤滑劑，其特征在于，以重量百分比計，其成膜物質配方組成為 固體潤滑劑10 50耐磨添加劑4 10分散劑0. 2 5抗氧化劑2 6粘結基體35 80所述的固體潤滑劑為石墨、二硫化鉬、六方氮化硼、聚四氟乙烯以及二硫化鎢的一種或幾種，固體潤滑劑顆粒平均直徑為6mm以下；所述的耐磨添加劑選用滑石粉、鈦白粉、輕體碳酸鈣、沉淀硫酸鋇、碳酸鎂、氣相二氧化硅、氫氧化鎂、氫氧化鋁、氧化鎂、高鋁水泥、蒙脫土、高嶺土、氧化鋯以及三氧化二釔其中的一種或數(shù)種；所述的分散劑選用0P-10、span-80, tween-20、聚乙二醇、聚乙烯醇縮甲醛以及聚乙烯醇縮丁醛中的一種或數(shù)種；所述的抗氧化劑選用三氧化二銻或氧化鉛；所述的粘結基體由低聚物、活性稀釋劑、光引發(fā)劑及助劑組成。
2.如權利要求1所述的光固化干膜潤滑劑，其特征在于 所述粘結基體中的低聚物選用環(huán)氧丙烯酸酯；所述粘結基體中的活性稀釋劑選用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、三乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯以及丙氧基化季戊四醇丙烯酸酯中的一種或數(shù)種；所述粘結基體中的光引發(fā)劑選用二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、2，4，6-三甲基二苯甲酮和4-甲基二苯甲酮中的一種或數(shù)種。
3.如權利要求2所述的光固化干膜潤滑劑，其特征在于，所述配方中還含有磁性添加劑，其在配方中所占的重量百分比為0. 5 2. 5%。
4.如權利要求3所述的光固化干膜潤滑劑，其特征在于，所述的磁性添加劑選用四氧化三鐵、鎳鋅銅鐵氧體、錳鋅鐵氧體和鎂鋅鐵氧體中的一種或者數(shù)種。
5.如權利要求4所述的光固化干膜潤滑劑，其特征在于，選用的磁性添加劑通過兩次水熱法制備得到，其粒徑均在100 nm以下。
6.如權利要求1至5所述的任一光固化干膜潤滑劑，其特征在于，選用的耐磨添加劑在添加前經過環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂或者聚丙烯酸(酯)的表面包覆處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光固化干膜潤滑劑。其成膜物質是由固體潤滑劑、分散劑、耐磨添加劑、抗氧化劑、磁性添加劑以及涂膜粘結基體組成，按重量百分比計，其配比為固體潤滑劑10～50％，耐磨添加劑4～10％，分散劑0.2～5％，抗氧化劑2～6％，磁性添加劑0.5～2.5％，粘結基體35～80％，其中的粘結基體是由低聚物、活性稀釋劑、光引發(fā)劑及助劑組成。本發(fā)明的干膜潤滑劑可于常溫在紫外光下固化、固化速度快、環(huán)境友好；且耐磨性能優(yōu)良、對于對摩面劃傷較小。該光固化干膜潤滑劑適用于無油潤滑部件的潤滑耐磨涂覆，特別適用于不耐溫基材表面的潤滑耐磨涂覆。
文檔編號C10M169/04GK102433201SQ20111034560
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月5日 優(yōu)先權日2011年11月5日
發(fā)明者喬紅斌, 古緒鵬, 吳勝華, 楊建國, 章昌華, 鄒李華, 鄭祎群 申請人:安徽工業(yè)大學