[發明專利]聚酰胺酰亞胺基自潤滑耐磨水性涂層材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410018917.4
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103773222A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 趙輝;孫瑞敏;陳永;周永恒
• 申請（專利權）人: 開封大學
• 主分類號: C09D179/08
• 分類號: C09D179/08;C09D127/18;C09D7/12
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 涂連梅

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種聚酰胺酰亞胺基自潤滑耐磨水性涂層材料，同時還涉及該涂層材料的制備方法和應用。

背景技術

隨著尖端技術的迅速發展，現代高技術機械對耐磨減磨材料的要求越來越高。為了解決高溫、超高真空、強輻射、高速高負載、特殊介質等特殊工況條件下的摩擦磨損問題，科研工作者們在耐熱耐磨聚合物基體復合涂層材料方面集中投入了大量精力。

聚合物基耐磨涂層是一類新型潤滑材料，與金屬材料相比，具有耐高溫性能好、化學性質穩定、抗腐蝕能力強、消聲減震效果顯著、維修保養方便等優點。這類材料通常以耐熱性好且具有一定自潤滑能力的聚合物作為基體，加入一種或多種固體潤滑劑及其它改性增強劑制備而成，可以用來制作耐磨的零部件(如軸承、齒輪、活塞環和滑動導軌等)，在航空、航天、機械、電子等領域作為摩擦件廣泛使用。中國專利CN1149074A所述的常溫固化防銹干膜潤滑劑雖具有良好的耐磨和抗腐蝕性能，但其材料組分繁多、復雜，制備成本較高，難以實現工業化生產。中國專利CN101440252A提供的高承載抗磨納米涂料具有良好的抗磨減磨能力和高承載能力，但其采用聚氨酯粘結樹脂為基體，其耐溫性能較差，無法在160℃以上的條件下長期工作。中國專利CN102816518A公開的碳-碳復合納米基耐磨涂層材料以聚酰胺酰亞胺溶液為基體制備出了一種耐溫耐壓耐腐蝕耐磨的優良涂層，但該涂層材料需要使用二甲苯等有機溶劑，具有較大毒性，對人體和環境有較大危害。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種耐溫、耐磨性良好的聚酰胺酰亞胺水性涂層材料以及該涂層材料的制備方法，提供該水性涂層材料的應用方法是本發明的另一目的。

基于上述目的，本發明采取了如下技術方案：聚酰胺酰亞胺基自潤滑耐熱耐磨水性涂層材料，按重量份計，所述涂層材料由100份聚酰胺酰亞胺乳液、0～50份輻照聚四氟乙烯乳液、5～30份二氧化硅、0.4～1份流平劑和去離子水組成；所述聚酰胺酰亞胺乳液的固含量為25～35%，去離子水的用量以加入后可調節聚酰胺酰亞胺乳液的涂4粘度至20～30s取用；所述輻照聚四氟乙烯乳液的固含量為50～60%。

所述聚酰胺酰亞胺乳液由偏苯三酸酐和二苯基甲烷二異氰酸酯縮聚而成，數均分子量為15000～20000。

所述聚四氟乙烯乳液經過⁶⁰Coγ射線輻照，輻照劑量為2×10⁵～5×10⁵Gy；其乳液粒徑為0.05～1.00μm。

所述二氧化硅是經超支化聚氨酯接枝改性的納米或微米二氧化硅。

所述流平劑為聚氨酯類流平劑。

所述聚酰胺酰亞胺基自潤滑耐熱耐磨水性涂層材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）按重量份計，取100份聚酰胺酰亞胺乳液加入去離子水，調節聚酰胺酰亞胺乳液的涂4粘度至20～30s；

（2）取0～50份輻照聚四氟乙烯乳液、5～30份二氧化硅、0.4～1份流平劑緩慢加入步驟（1）的聚酰胺酰亞胺乳液中，通過超聲分散和磁力攪拌使之分散均勻，即得。

所述聚酰胺酰亞胺基自潤滑耐熱耐磨水性涂層材料的應用，步驟包括：將所述聚酰胺酰亞胺基自潤滑耐熱耐磨水性涂層材料噴涂于工件表面，于120～140℃下烘干后置于馬弗爐中在280～380℃下燒結固化10～30分鐘，固化后隨爐冷卻至室溫。

所述應用中，噴涂壓力為0.4MPa～0.8MPa，噴涂距離為15～50cm，噴涂角度為60°～90°。

本發明提供的涂層材料采用耐熱且具有較好自潤滑性的聚酰胺酰亞胺乳液為基體，以超支化聚氨酯接枝改性二氧化硅為增強劑、以輻照聚四氟乙烯為潤滑劑，其在產品中具有很好的分散效果，既為產品的制備和使用帶來了便利，又賦予了產品優良的耐溫、耐磨性能。試驗結果表明，利用本發明提供的涂層材料形成的涂層具備優良的耐溫耐磨性，可用做滑動部件的耐磨涂層材料或容器、過道的內部保護性涂層，可以在250℃以下各種環境溫度、干摩擦或含油介質工況要求下長期使用。

除此之外，本發明的涂層材料以水為分散介質，制備與施工過程中無溶劑污染，經濟環保，具有廣闊的推廣應用前景。其相應的制備方法步驟簡單，可操作性強；與之相配套的應用方法簡單有效，有助于工件獲得理想的涂層。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。

實施例1

聚酰胺酰亞胺基自潤滑耐熱耐磨水性涂層材料，其重量組成為：