[發明專利]一種鋼鐵表面輕載用水性帶銹自潤滑涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710351828.5
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107099221A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 田雪梅;田閩;喬紅斌;李龍娥;吳勝華;古緒鵬;陳國昌
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/08;C09D7/12;C08F114/26
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明屬于涂料技術領域，具體涉及一種鋼鐵表面輕載用水性帶銹自潤滑涂料及其制備方法。

背景技術

鋼鐵腐蝕，每年給社會帶來巨大的經濟損失，為了防止鋼鐵腐蝕，人們發明了很多方法用于鋼結構的防腐，在眾多的防腐方法中，涂裝涂料最為經濟簡單可行，專利CN102838914A和CN104046149A提供一種可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆，利用丹寧酸與鐵離子生成穩定的絡合物，增強涂層的附著力，從而抑制銹層的生長。該類涂料有很好的防腐效果，但形成的涂層表面粗糙，摩擦系數大，因此此類涂料并不適用于導軌、傳動裝置或轉動裝置表面的防腐。

對于很多要求低摩擦系數的場合，例如導軌、傳動裝置、轉動裝置等。最常用的防腐和減摩方法是在其表面涂覆潤滑油或潤滑脂。但潤滑油、潤滑脂會造成環境污染，并且應用范圍有限。在高低溫、失重條件下幾乎不能使用。雖然近年來相關潤滑劑的制備有很大的發展，能有效的降低摩擦系數且相對安全環保，例如專利CN103602362A介紹一種二硫化亞鐵—石墨烯復合納米潤滑劑的制備方法，專利CN101914409A介紹一種耐高溫潤滑劑的制備方法。但是能有效作用于易生銹或已生銹設備上的潤滑劑并不多。

自潤滑涂料在很多領域均有應用，如自潤滑軸承、活塞式發動機中的汽襯套等，很大程度上解決了潤滑油、潤滑脂不能解決或根本不能使用的場合。現有技術中，自潤滑涂料通常由耐磨添加劑、粘接劑、固體潤滑劑及顏填料組成，其使用時將涂料涂覆于金屬底材上燒結固化后就形成了特殊的潤滑涂層。專利CN102277082A提供一種自潤滑燒結涂料以及涂覆方法。雖然其有良好的耐磨性，但其應用領域窄，并且施工方法復雜。

在有些傳動部位或轉動部位易被腐蝕生銹，導致摩擦力增大，例如鎖孔，軸承等，傳統的潤滑油脂不能根本解決這一問題，并且還會造成環境污染。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明設計了一種鋼鐵表面輕載用水性帶銹自潤滑涂料，目的是同時解決鋼鐵表面的疏水防銹和減摩降噪，以期在已經生銹的工作界面無需多余的前處理，帶銹轉化形成致密的涂層，涂層具有良好的自潤滑和防腐性能。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案。

一種鋼鐵表面輕載用水性帶銹自潤滑涂料，該涂料由以下重量份組分組成：

所述的水性自潤滑分散體為36～43份聚乙烯蠟水性分散液和57～64份聚四氟乙烯水性分散液的復配物。

所述復合帶銹轉化劑為4.5～5.5份單寧酸與1.5～0.5份的焦性沒食子酸溶于10～15份的水中，再向其中滴加0.5～1份的乙醇溶液中制得。

所述消泡劑為磷酸三丁酯或聚醚改性硅。

所述潤濕劑為Tego Wet KL 245或BYK-346。

所述流平劑為異佛爾酮和二丙酮醇按質量比1:1的混合液。

所述pH調節劑選用甲酸和水楊酸中的一種或混合液。

所述水性自潤滑分散體中的聚乙烯蠟水性分散液是通過以下步驟予以制備的：

a.稱取61～69份水于帶有攪拌裝置的四口燒瓶中；

b.稱取0.01～0.05份N,N-二乙基苯胺和0.1～0.2份過氧化苯甲酰溶入4～6份二甲苯中；

c.將步驟b中的產物投入到步驟a中的四口燒瓶中，再向其中分別加入3～4份丙烯酸和18～24份的聚乙烯蠟粉末，升溫至50～55℃，通N₂溶脹80～100min，再升溫至預定反應溫度85～87℃，反應1.5～2h后，再向其中加入1.8～2.4份十二烷基硫酸鈉和0.3～0.6份吐溫80，升溫至98～102℃，乳化35～40min，自然冷卻至45℃出料，即制得聚乙烯蠟水性分散液。

所述水性自潤滑分散體中的聚四氟乙烯水性分散液是通過以下步驟予以制備的：

向聚合釜中加入72～77份的高純水、0.5～0.75份的分散劑全氟辛酸銨和0.015～0.03份的引發劑過氧化苯甲酰，關閉聚合釜，開啟攪拌，轉速調為80～100rpm，在壓力為1.5～1.6MPa，溫度控制為17～21℃下進行真空實驗和保壓實驗，合格后向其中通入高純氮氣，在聚合過程中以連續補加的方式加入21～25份的四氟乙烯，維持聚合壓力恒定6～7h后，停止加料和攪拌，用N₂排除未反應的單體，即得到聚四氟乙烯水性分散液。

本發明同時提供了上述鋼鐵表面輕載用水性帶銹自潤滑涂料的制備方法，具體包括如下步驟：

(1)水性環氧固化劑的制備：