[發明專利]含POSS聚酰亞胺樹脂耐油磨耐高溫固體潤滑涂層材料及方法

有效

• 申請號: 201710084968.0
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106867395B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 顏紅俠;許培倫;施勇鵬;陳爭艷;尚高峰;白利華;呂青
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C09D179/08
• 分類號: C09D179/08;C09D7/61;C08G73/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發明涉及一種含POSS聚酰亞胺耐油磨耐高溫固體潤滑涂層及方法。包括含POSS聚酰氨酸、二硫化鉬和有機溶劑。其中，含POSS聚酰氨酸是由二胺型POSS、芳香族二胺和芳香族二酐在N,N?二甲基乙酰胺中縮聚配制而成。將上述原料噴涂于被涂覆材料表面，固化過程依次為：(60～100)℃下固化(5～60)min，(120～180)℃下固化(5～60)min,(200～300)℃下固化(5～60)min,(300～400)℃下固化(30～120)min。固化后冷卻至室溫，得到聚酰亞胺基自潤滑復合涂層。本發明涂層具有耐油磨、耐高溫、壽命長等特征，可解決航空航天等高技術領域對粘結型固體潤滑涂層在高低溫、高載荷以及化學介質或油存在等特殊工況下易脫落、使用壽命短的問題。

技術領域

本發明屬于耐高溫自潤滑防護涂層領域，涉及一種含POSS聚酰亞胺樹脂耐油磨耐高溫固體潤滑涂層材料及方法。

背景技術

為了解決航空航天等高技術領域高低溫、高載荷以及高真空等特殊工況下機械的磨損、黏著、冷焊等摩擦學問題，粘結固體潤滑涂層及其技術已經得到了廣泛應用。

聚酰亞胺(Polyimide，簡稱PI)是一類以酰亞胺環為特征結構的環鏈類高聚物。其主鏈分子結構中通常含有五元環的酰亞胺結構，含有大量的π-π共軛結構特征，因此表現出非常優異的性能，例如：耐高低溫性、突出的尺寸穩定性、良好的力學性能以及抗輻照、耐溶劑、易于加工成型等，通常作為固體潤滑涂層的成膜物質來使用。隨著現代機械工業以及航空航天工業的飛速發展，氣缸活塞等部件經常在高負載、高溫條件下使用，由于摩擦熱的積累，導致部件溫度過高，從而引發部件表面出現燒結，龜裂，拉傷，從而大大縮短設備使用壽命。因此，開發具備更加優異耐高溫性能的聚酰亞胺顯得尤為質要，近年來，納米填料在聚合物改性方面的研究發展迅速，其中籠型倍半硅氧烷(POSS)優異的耐熱性以及較高的機械強度使得人們將其作為改善高分子熱性能的主要原料之一。

同時，為了進一步提高聚酰亞胺涂層的摩擦性能，通常加入固體潤滑劑來提高涂層的減摩耐磨特性。中國專利CN102286248A所述以聚四氟乙烯微粉為固體潤滑劑，制備的自潤滑耐磨涂料具有抗高載和耐磨的特點，但是由于聚四氟乙烯微粉表面自由能較低，與樹脂的界面結合力較弱，同時在摩擦過程中隨摩擦熱的積累導致涂層的摩擦系數的起伏和較大的磨損率。二硫化鉬(MoS₂)是典型的層狀過渡金屬硫化物，是應用最廣泛的固體潤滑劑。其中金屬Mo原子層被2個S原子層夾在中間，形成“類三明治”夾層結構，層與層間存在較弱的范德華力，易于滑動故表現出很好的減摩作用。因此，MoS₂可作為固體潤滑劑加入涂層基體中以提高其摩擦性能。文章《聚酰亞胺粘結MoS₂基固體潤滑涂層在油介質中的摩擦學性能》所述采用研磨處理的MoS₂制備出粘結聚酰亞胺固體潤滑涂層，但工業級MoS₂粒度處于微米級，容易在涂層基體中形成應力集中點，

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種含POSS聚酰亞胺樹脂耐油磨耐高溫固體潤滑涂層材料及方法，提供一種具有高承載、低摩擦系數、耐磨性能好、耐高溫的含POSS聚酰亞胺固體潤滑涂層及其制備方法。通過原位聚合的方法，將合成的POSS引入到聚酰亞胺分子鏈段中，以得到力學性能和摩擦性能良好的改性聚酰亞胺樹脂，作為涂層的基質材料。以高速球磨的類石墨烯二硫化鉬為固體潤滑劑，通過噴涂法制備含POSS聚酰亞胺耐高溫自潤滑復合涂層。

技術方案