[發明專利]一種含氟自潤滑型織物涂層材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310352654.6
• 申請日: 2013-08-13
• 公開（公告）號: CN103410003A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 戴李宗;毛杰;陳凌南;許一婷;曾碧榕;邱武輝;宋存峰;羅偉昂;康啟龍
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: D06M15/55
• 分類號: D06M15/55;C08G59/06;C08G59/42
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

技術領域

本發明屬于涂層技術領域，涉及一種含氟自潤滑涂層材料及其制備方法，尤其是一種用于自潤滑關節軸承織物襯墊的涂層材料及其制備方法。

背景技術

關節軸承又稱為球面滑動軸承，其結構由一個帶球面的外圈和一個帶外球面的內圈組成，自潤滑關節軸承是一種無需補充潤滑劑的特殊形式的關節軸承。其特點是結構簡單、體積小、承載力大，而且還具有摩擦系數小、耐沖擊、耐腐蝕、減少振動、適用溫度范圍廣、壽命長，在工作過程中可以免維修和無需添加潤滑劑等優異特性，廣泛應用于工程機械、載重汽車、水利設施、軍工機械等方面。因此，在美、法、德、英等一些航空工業發達國家，自潤滑關節軸承的研究工作起步很早，經過多年的系統研究和試驗，現已形成適應多種工況的多品種系列產品。我國關于自潤滑關節軸承的研究起步晚，基礎研究薄弱，雖然在一些領域部分國內產品能夠替代國外產品，但是總體上，從產品質量、性能以及產品系列化上與國外同類產品還存在較大差距，尤其是在航空航天等一些尖端領域應用的自潤滑關節軸承技術接近于空白，這已成為影響我國在這些領域獲取突破的一個重要瓶頸。

近年來，織物襯墊型自潤滑關節軸掀起了一股研究熱潮。織物襯墊自潤滑關節軸承是指內、外圈間含有織物襯墊形式自潤滑材料的關節軸承，具有結構簡單緊湊，易于裝拆，承載能力高，壽命長，轉動靈活，免維護等特點，因此在航空、航天、電力、交通、生物醫藥和紡織等裝備中獲得了愈來愈廣泛的應用，已經成為這些裝備中不可或缺的關鍵零部件。

織物襯墊自潤滑關節軸承的主要失效形式是磨損，磨損使內、外圈間隙過大，襯墊失去正常潤滑能力，嚴重時會造成相關機構咬合卡死。在諸如飛機起落架系統等場合，這種失效常導致災難性后果。故而，織物襯墊表面往往需要涂覆一些涂層，固化以后不僅能夠有效固定織物、防止走位，而且具有自潤滑性質的涂層將進一步降低摩擦系數。

研究發現，含氟聚合物，具有耐熱、耐腐蝕、憎水憎油、電絕緣、低摩擦系數及生物體適應性、不燃性等多種優異性能，使得它在許多應用領域中獨領風騷，愈來愈受到人們的關注。氟元素的電負性最大，原子半徑很小、形成的碳氟鍵鍵長較短、鍵能大，將氟元素引入環氧樹脂中而賦予含氟環氧樹脂優異的耐溶劑性、耐油、耐摩擦、表面自潔等性能。

在自潤滑涂層領域，章秋明等（一種自潤滑型環氧樹脂材料及其制備方法，中國專利，公開號CN101348600A）將潤滑油膠囊、環氧樹脂和固化劑混合均勻澆模，制得自潤滑性環氧樹脂材料。這種材料在一定程度上能夠降低摩擦系數，但是潤滑油膠囊不穩定，耐久性差，且材料只能現配現用，不能長期保存，應用受到限制。弗雷克曼等（自潤滑涂層及制造自潤滑涂層的方法，中國專利，公開號CN102471917A）報道了一種金屬層構筑的涂層，其中嵌入了能夠通過磨損釋放的潤滑劑，這種涂層的潤滑效果持續長久，但是制備工藝十分復雜，而且無法用于織物、聚合物樹脂等材料的涂覆。郭強等（環氧樹脂固體潤滑涂層材料及其制備方法，中國專利，公開號CN101717604A）公開了一種含表面修飾氧化石墨的環氧樹脂固體潤滑涂層及其制備方法，克服了石墨固體潤滑劑在樹脂溶液中分散性差的問題，但是材料的外觀受到了一定的影響，應用受到一定的限制。

目前，用于關節軸承襯墊織物的含氟環氧樹脂聚合物自潤滑涂層尚未見報道。

發明內容

本發明目的在于提供了一種工藝簡單的制備自潤滑涂層的方法，首先用含氟單體和環氧氯丙烷合成了含氟環氧樹脂涂料，用酸酐型固化劑固化并添加活性稀釋劑，改善了含氟環氧涂料的脆性，提高涂層的表面彈塑性，且改善了普通環氧膠難以滲入織物內里而達不到固定纖維紋理的目的，因而在低摩擦自潤滑的基礎上綜合提高了關節軸承織物的性能。且本發明所提供的含氟環氧涂層為無溶劑固化體系，符合綠色環保的要求。

所述含氟自潤滑型織物涂層材料的配方如下：

含氟樹脂30～70g、固化劑10～40g、活性稀釋劑5～25g、硅烷偶聯劑0.5～5g、硅表面活性劑0.5～3g。

所述含氟樹脂結構式如下：

其中R₁、R₂均為—(CF₂)_n—，n為1～18或

R₃、R₄均為CF₃或CF₂CF₃。

所涉及的含氟樹脂的制備如下：

（1）將30～40g含氟單體和20～30g環氧氯丙烷加入反應容器中，攪拌溶液，升溫60-70℃。