[發(fā)明專利]一種兼具耐磨和自修復(fù)功能的聚脲復(fù)合涂層的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110677757.4
• 申請(qǐng)日: 2021-06-18
• 公開（公告）號(hào): CN113337192A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋浩杰;賈均紅;何乃如;楊進(jìn);孫益群;孫晉明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇天沃重工科技有限公司;江蘇五洋停車產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): C09D175/02
• 分類號(hào): C09D175/02;C09D7/65
• 代理公司: 徐州蘇越知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32543
• 代理人: 張旭

本發(fā)明公開了一種兼具耐磨和自修復(fù)功能的聚脲復(fù)合涂層的制備方法，先分別制備聚脲A組分和聚脲B組分，接著將氟聚合物混入到聚脲B組分中分散均勻制得混合體，然后將聚脲A組分與上述混合體加入連接好的噴涂設(shè)備噴涂到金屬基材表面凝固后獲得復(fù)合涂層；其中氟聚合物在聚脲體系中相互協(xié)同起到具有潤滑作用且兼具愈合作用，從而使制備的復(fù)合涂層不僅具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和優(yōu)異的耐磨性能，而且在涂層受損后，僅需加熱就能對(duì)受損處完成自修復(fù)，從而有效延長涂覆部件的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚脲復(fù)合涂層，具體是一種兼具耐磨和自修復(fù)功能的聚脲復(fù)合涂層的制備方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前，世界上總能量的1/3～1/2以各種方式耗散于摩擦磨損，為修復(fù)以及更換由于摩擦損壞的零部件也造成了大量資源的浪費(fèi)。近年來，摩擦磨損造成材料失效的問題日益加重，成為各國重視的經(jīng)濟(jì)問題。如何對(duì)金屬進(jìn)行有效保護(hù)是科研工作者不懈的追求，由于在金屬表面涂覆耐磨涂層的制備工藝簡單、成本低廉、不受地域條件限制，使其成為最簡單、快捷、有效的抗沖蝕手段。然而在涂層服役過程中，往往會(huì)不可避免地受到各種外界條件侵害，從而產(chǎn)生破損、開裂。如果沒有及時(shí)、有效的修復(fù)，這些缺陷會(huì)使涂層對(duì)基體的防護(hù)作用及涂層的附著力顯著降低，從而影響器件的結(jié)構(gòu)或功能，造成經(jīng)濟(jì)損失或人員傷害。目前，破損涂層主要通過人為修補(bǔ)或更換，工藝繁瑣、造價(jià)昂貴。由此，現(xiàn)有開發(fā)了一種具有自行修復(fù)破損能力的涂層，有利于延長涂層使用壽命。但是上述涂層相比于傳統(tǒng)的涂層體系，復(fù)合改性后的性能比較單一，往往只能提升某一方面的性能不能同時(shí)兼顧各方面性能，如自行修復(fù)破損能力的涂層其采用的是微膠囊進(jìn)行修復(fù)，這種微膠囊自修復(fù)體系，不僅存在膠囊的分散問題，且微膠囊消耗完后，涂層將不再具有自修復(fù)性能?；谝陨蠁栴}，如何能提供一種復(fù)合涂層，使其兼具耐磨和自修復(fù)功能，從而有效延長涂覆部件的使用壽命，是本行業(yè)的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種兼具耐磨和自修復(fù)功能的聚脲復(fù)合涂層的制備方法，其制備的復(fù)合涂層不僅具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和優(yōu)異的耐磨性能，而且在涂層受損后，僅需加熱就能對(duì)受損處完成自修復(fù)，從而有效延長涂覆部件的使用壽命。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種兼具耐磨和自修復(fù)功能的聚脲復(fù)合涂層的制備方法，具體步驟為：

步驟1：金屬基材的預(yù)處理:采用1000～1200目砂紙將金屬基材打磨至表面光潔，然后將打磨后的金屬基板放入乙醇和丙酮混合溶液中，并使用超聲清洗設(shè)備對(duì)金屬基板在進(jìn)行超聲清洗1～2h，清洗結(jié)束放入70℃～80℃烘箱烘干1h備用；

步驟2：聚脲A組分的制備：將質(zhì)量份數(shù)為30～50份的聚酯多元醇在100℃～120℃溫度下脫水處理2～4h，然后加入質(zhì)量份數(shù)為40～50份的二異氰酸酯，將混合物置于具有保護(hù)性氣體的氣氛爐中，以3℃～5℃的升溫速率升到70℃～80℃，并在其中保溫4～5h，隨爐冷卻后取出制得聚脲A組分；

步驟3：聚脲B組分的制備：將質(zhì)量份數(shù)為20～60份的端氨基聚醚和質(zhì)量份數(shù)為40～60份的胺類擴(kuò)鏈劑加入到反應(yīng)釜中，在50～100r/min的速率下攪拌10～30min使其混合均勻，然后把反應(yīng)釜加熱到100℃～120℃反應(yīng)3h，待反應(yīng)結(jié)束后沖入保護(hù)性氣體并打開冷卻水降溫至60℃～70℃，降溫后取出制得聚脲B組分；

步驟4：聚脲復(fù)合涂層的制備：將質(zhì)量份數(shù)為1～10份的氟聚合物混入到質(zhì)量份數(shù)為30～40份的B組分中分散均勻制得混合體，然后將質(zhì)量份數(shù)為55～65份的A組分與上述混合體加入連接好的噴涂設(shè)備中并加熱溫度至65～80℃進(jìn)行噴涂；噴涂聚脲復(fù)合涂層時(shí)，A組分和混合體的壓力表的表壓均控制在1200～1500Psi之間，且二者壓力差控制在200Psi以下分別噴涂至步驟1的金屬基材表面，凝固后得到復(fù)合涂層。