本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼鐵表面輕載用水性帶銹自潤(rùn)滑涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋼鐵腐蝕，每年給社會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，為了防止鋼鐵腐蝕，人們發(fā)明了很多方法用于鋼結(jié)構(gòu)的防腐，在眾多的防腐方法中，涂裝涂料最為經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單可行，專(zhuān)利cn102838914a和cn104046149a提供一種可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉(zhuǎn)化底漆，利用丹寧酸與鐵離子生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，增強(qiáng)涂層的附著力，從而抑制銹層的生長(zhǎng)。該類(lèi)涂料有很好的防腐效果，但形成的涂層表面粗糙，摩擦系數(shù)大，因此此類(lèi)涂料并不適用于導(dǎo)軌、傳動(dòng)裝置或轉(zhuǎn)動(dòng)裝置表面的防腐。
對(duì)于很多要求低摩擦系數(shù)的場(chǎng)合，例如導(dǎo)軌、傳動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置等。最常用的防腐和減摩方法是在其表面涂覆潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂。但潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂會(huì)造成環(huán)境污染，并且應(yīng)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(lái)相關(guān)潤(rùn)滑劑的制備有很大的發(fā)展，能有效的降低摩擦系數(shù)且相對(duì)安全環(huán)保，例如專(zhuān)利cn103602362a介紹一種二硫化亞鐵—石墨烯復(fù)合納米潤(rùn)滑劑的制備方法，專(zhuān)利cn101914409a介紹一種耐高溫潤(rùn)滑劑的制備方法。但是能有效作用于易生銹或已生銹設(shè)備上的潤(rùn)滑劑并不多。
自潤(rùn)滑涂料在很多領(lǐng)域均有應(yīng)用，如自潤(rùn)滑軸承、活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽襯套等，很大程度上解決了潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂不能解決或根本不能使用的場(chǎng)合?，F(xiàn)有技術(shù)中，自潤(rùn)滑涂料通常由耐磨添加劑、粘接劑、固體潤(rùn)滑劑及顏填料組成，其使用時(shí)將涂料涂覆于金屬底材上燒結(jié)固化后就形成了特殊的潤(rùn)滑涂層。專(zhuān)利cn102277082a提供一種自潤(rùn)滑燒結(jié)涂料以及涂覆方法。雖然其有良好的耐磨性，但其應(yīng)用領(lǐng)域窄，并且施工方法復(fù)雜。
在有些傳動(dòng)部位或轉(zhuǎn)動(dòng)部位易被腐蝕生銹，導(dǎo)致摩擦力增大，例如鎖孔，軸承等，傳統(tǒng)的潤(rùn)滑油脂不能根本解決這一問(wèn)題，并且還會(huì)造成環(huán)境污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種鋼鐵表面輕載用水性帶銹自潤(rùn)滑涂料，目的是同時(shí)解決鋼鐵表面的疏水防銹和減摩降噪，以期在已經(jīng)生銹的工作界面無(wú)需多余的前處理，帶銹轉(zhuǎn)化形成致密的涂層，涂層具有良好的自潤(rùn)滑和防腐性能。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案。
一種鋼鐵表面輕載用水性帶銹自潤(rùn)滑涂料，該涂料由以下重量份組分組成：
所述的水性自潤(rùn)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(fù)配物。
所述復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑為4.5～5.5份單寧酸與1.5～0.5份的焦性沒(méi)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(rùn)濕劑為tegowetkl245或byk-346。
所述流平劑為異佛爾酮和二丙酮醇按質(zhì)量比1:1的混合液。
所述ph調(diào)節(jié)劑選用甲酸和水楊酸中的一種或混合液。
所述水性自潤(rùn)滑分散體中的聚乙烯蠟水性分散液是通過(guò)以下步驟予以制備的：
a.稱(chēng)取61～69份水于帶有攪拌裝置的四口燒瓶中；
b.稱(chēng)取0.01～0.05份n,n-二乙基苯胺和0.1～0.2份過(guò)氧化苯甲酰溶入4～6份二甲苯中；
c.將步驟b中的產(chǎn)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(yù)定反應(yīng)溫度85～87℃，反應(yīng)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(rùn)滑分散體中的聚四氟乙烯水性分散液是通過(guò)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(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰，關(guān)閉聚合釜，開(kāi)啟攪拌，轉(zhuǎn)速調(diào)為80～100rpm，在壓力為1.5～1.6mpa，溫度控制為17～21℃下進(jìn)行真空實(shí)驗(yàn)和保壓實(shí)驗(yàn)，合格后向其中通入高純氮?dú)?，在聚合過(guò)程中以連續(xù)補(bǔ)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(yīng)的單體，即得到聚四氟乙烯水性分散液。
本發(fā)明同時(shí)提供了上述鋼鐵表面輕載用水性帶銹自潤(rùn)滑涂料的制備方法，具體包括如下步驟：
(1)水性環(huán)氧固化劑的制備：
a、稱(chēng)取37～42份的芳香多胺和33～38份的丁二醇乙醚，將其加入三口燒瓶中，水浴加熱至58～62℃，以150～200rpm的速度攪拌1～1.5h后，再向其中滴加0.5～0.7份的草酸，得溶液a備用；
b、稱(chēng)取73～78份酚醛環(huán)氧樹(shù)脂和4～7份丁二醇乙醚投入另一三口燒瓶中，水浴加熱到85℃，以150～200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌，待酚醛環(huán)氧樹(shù)脂完全溶解后，加入14.6～19.5份三乙醇胺，反應(yīng)2～3h，加0.6～0.9份的草酸，得溶液b備用；
c、稱(chēng)取2～3份月桂基縮水甘油醚、50～55份的步驟a中所制得的溶液a于250ml的三口燒瓶中，再向其中加入22～27份步驟b中所制得的溶液b，以200～400rpm的轉(zhuǎn)速攪拌并水浴加熱到85℃反應(yīng)3～4h，得到芳香多胺酚醛環(huán)氧樹(shù)脂；
d、稱(chēng)取81～87份步驟c中所制得的芳香多胺酚醛環(huán)氧樹(shù)脂在轉(zhuǎn)速1500～1800rpm下攪拌，加13～17份水進(jìn)行相反轉(zhuǎn)3～5h后即制得水性環(huán)氧固化劑。
(2)常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧的制備：稱(chēng)取0.5～0.8份的甲酸于帶有攪拌裝置的三口燒瓶中，轉(zhuǎn)速調(diào)至50～75rpm，在邊攪拌的狀態(tài)下加入16～21份上述步驟(1)制得的水性環(huán)氧固化劑，10分鐘后向其中加入75～83份水性環(huán)氧樹(shù)脂，繼續(xù)攪拌30min，制得的常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧備用。
(3)水性自潤(rùn)滑分散體的制備：稱(chēng)取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，在磁力攪拌器中攪拌1.5h，得水性自潤(rùn)滑分散體備用。
(4)復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑的制備：稱(chēng)取4.5～5.5份單寧酸溶于2～4份的乙醇溶液中，再向其中加入1.5～0.5份的焦性沒(méi)食子酸，磁力攪拌0.5h，得復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑備用。
(5)稱(chēng)取25～35份去離子水，磁力攪拌，向其中分別加入4～6份三聚磷酸鋁，3～5份磷酸鋅，3～4份絹云母和11～15份上述步驟(4)所制得的復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑，再將其置于xqm～6行星球磨機(jī)中，公轉(zhuǎn)速度調(diào)至140rpm，自轉(zhuǎn)速度調(diào)至460rpm，研磨6h得原料備用。
(6)稱(chēng)取上述步驟(5)中所制得的原料46～65份于帶有攪拌裝置的三口燒瓶中，轉(zhuǎn)速調(diào)至50rpm，分別緩慢向其中加入1～1.5份消泡劑、0.1～0.2份潤(rùn)濕劑、0.1～0.3份流平劑和20～25份上述步驟(3)所制得的水性自潤(rùn)滑分散體，將轉(zhuǎn)速調(diào)至150rpm，攪拌30min后再向其中加入20～29份步驟(2)制得的常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧；繼續(xù)攪拌1.5h后，再向其中加入1～4份ph調(diào)節(jié)劑，將涂料的ph調(diào)至3～5，即得目標(biāo)產(chǎn)物。
本發(fā)明的科學(xué)原理：
本發(fā)明是以聚乙烯蠟粉末為原料、n,n-二乙基苯胺為乳化劑，采用加熱n2隔絕空氣的方法制備水性聚乙烯蠟水性分散液；以四氟乙烯為原料，全氟辛酸銨分散劑，過(guò)氧化苯甲酰為引發(fā)劑，在壓力為1.5～1.6mpa，溫度為17～21℃的條件下采取分散聚合，通n2制備聚四氟乙烯水性分散液。通過(guò)按比例復(fù)配聚乙烯蠟水性分散液和聚四氟乙烯水性分散液制備出水性自潤(rùn)滑分散體賦予涂料優(yōu)良的自潤(rùn)滑性能，使帶銹轉(zhuǎn)化所形成的涂層具有較低的摩擦系數(shù)。另外控制酚醛環(huán)氧樹(shù)脂與三乙醇胺的質(zhì)量比，從而控制酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的開(kāi)環(huán)率在30％左右，再通過(guò)芳香多胺改性，制得常溫水性環(huán)氧固化劑，從而制備出一種常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧。本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)分散液、帶銹轉(zhuǎn)化劑和環(huán)氧樹(shù)脂的特性，發(fā)揮帶銹轉(zhuǎn)化劑和水性自潤(rùn)滑分散體的協(xié)同效應(yīng)，以賦予涂層優(yōu)良的帶銹轉(zhuǎn)化性能和自潤(rùn)滑性能。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：
(1)本發(fā)明提供了一種輕載用水性帶銹自潤(rùn)滑涂料，不含油、不含脂，幾乎不含有機(jī)溶劑，對(duì)環(huán)境無(wú)害。
(2)本發(fā)明通過(guò)向水性帶銹涂料中添加水性分散體復(fù)配物，使得帶銹轉(zhuǎn)化的涂層具有優(yōu)異的自潤(rùn)滑性能。
(3)本發(fā)明應(yīng)用前景廣泛，可廣泛應(yīng)用于生銹鋼鐵表面，且施工方便，無(wú)需打磨(或根據(jù)鋼鐵生銹情況稍稍打磨即可)直接涂覆。轉(zhuǎn)化得到的涂層具有防腐和潤(rùn)滑的雙重特性。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例詳述本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于下述實(shí)施例。
一、本發(fā)明輕載用水性帶銹自潤(rùn)滑涂料的制備
實(shí)施例1
(1)水性環(huán)氧固化劑的制備：
①稱(chēng)取37g的芳香多胺和33g的丁二醇乙醚，將其加入250ml的三口燒瓶中，水浴加熱至58℃，以150rpm的速度攪拌1h后，再向其中滴加0.5g的草酸，得68.3g溶液a備用。
②稱(chēng)取73g酚醛環(huán)氧樹(shù)脂和4g丁二醇乙醚投入另一250ml的三口瓶中，水浴加熱到85℃，以150rpm的轉(zhuǎn)速攪拌，待酚醛環(huán)氧樹(shù)脂完全溶解后，加入14.6g三乙醇胺，反應(yīng)2h，加0.6g的草酸，得79.6g溶液b備用。
③稱(chēng)取2g月桂基縮水甘油醚、50g的步驟②中所制得的溶液b于新的250ml三口燒瓶中，再向其中加入22g步驟①中所制得的溶液a，以200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌并水浴加熱到85℃反應(yīng)3h，得到71.1g芳香多胺酚醛環(huán)氧樹(shù)脂。
④稱(chēng)取40.5g步驟③中所制得的芳香多胺酚醛環(huán)氧樹(shù)脂在轉(zhuǎn)速1500rpm下攪拌，加6.5g水進(jìn)行相反轉(zhuǎn)3h后，制得45.5g水性環(huán)氧固化劑。
(2)常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧的制備：稱(chēng)取1.0g甲酸于帶有攪拌裝置的250ml的三口燒瓶中，轉(zhuǎn)速調(diào)至60rpm，在邊攪拌的狀態(tài)下加入32.0g水性環(huán)氧固化劑，10分鐘后向其中加入150g水性環(huán)氧樹(shù)脂，繼續(xù)攪拌30min，制得的常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧179.3g備用。
(3)水性自潤(rùn)滑分散體的制備：
①聚乙烯蠟水性分散液的制備：
a.稱(chēng)取61g水于帶有攪拌裝置250ml的四口燒瓶中；
b.稱(chēng)取0.01gn,n-二乙基苯胺和0.1g過(guò)氧化苯甲酰溶入4g二甲苯中；
c.將步驟b中的產(chǎn)物投入到步驟a中的四口燒瓶中，再向其中分別加入3g丙烯酸和18g的聚乙烯蠟粉末，升溫至50℃，通n2溶脹80min，再升溫至預(yù)定反應(yīng)溫度85℃，反應(yīng)1.5h后，再向其中加入1.8g十二烷基硫酸鈉和0.3g吐溫80，升溫至98℃，乳化35min，自然冷卻至45℃出料，得81.9g聚乙烯蠟水性分散液。
②聚四氟乙烯水性分散液的制備：向聚合釜中加入72g的高純水、0.5g全氟辛酸銨和0.015g過(guò)氧化苯甲酰，關(guān)閉聚合釜，開(kāi)啟攪拌，轉(zhuǎn)速調(diào)為80rpm，在壓力為1.5mpa，溫度為17℃下進(jìn)行真空實(shí)驗(yàn)和保壓實(shí)驗(yàn)，合格后向其中通入高純氮?dú)?，在聚合過(guò)程中以連續(xù)補(bǔ)加的方式加入21g四氟乙烯，維持聚合壓力恒定6h后，停止加料和攪拌，用n2排除未反應(yīng)的單體，得89.5g到聚四氟乙烯水性分散液。
③稱(chēng)取36g聚乙烯蠟水性分散液和57g聚四氟乙烯水性分散液，在磁力攪拌器中攪拌1.5h，得90.1g水性自潤(rùn)滑分散體備用。
(4)復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑的制備：稱(chēng)取4.5g單寧酸溶于10g的水中，然后向其中加入0.5g焦性沒(méi)食子酸，最后向其中滴入0.5g的乙醇溶液，磁力攪拌0.5h，得14.3g復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑備用。
(5)稱(chēng)取25g去離子水于帶有攪拌裝置的三口燒瓶中，磁力攪拌，向其中分別加入4g三聚磷酸鋁，3g磷酸鋅和3g絹云母和11g復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑，再將其置于xqm-6行星球磨機(jī)中，公轉(zhuǎn)速度調(diào)至140rpm，自轉(zhuǎn)速度調(diào)至460rpm，研磨6h得原料備用。
(6)稱(chēng)取上述步驟(5)中所制得的原料46g于帶有攪拌裝置的三口燒瓶中，轉(zhuǎn)速調(diào)至50rpm，分別緩慢向其中加入1g消泡劑磷酸三丁酯、0.1g潤(rùn)濕劑tegowetkl245、0.1g流平劑和20g上述步驟(3)中所制得的水性自潤(rùn)滑分散體，將轉(zhuǎn)速調(diào)至150rpm，攪拌30min后再向其中加入20g上述步驟(2)制得的常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧。攪拌1.5h后，再向其中加入1g甲酸，攪拌20min后，即制得一種輕載用水性帶銹自潤(rùn)滑涂層。
實(shí)施例2
(1)水性環(huán)氧固化劑的制備：
①稱(chēng)取37g的芳香多胺和33g的丁二醇乙醚，將其加入250ml的三口燒瓶中，水浴加熱至58℃，以150rpm的速度攪拌1h后，再向其中滴加0.5g的草酸，得68.2g溶液a備用。
②稱(chēng)取73g酚醛環(huán)氧樹(shù)脂和4g丁二醇乙醚投入另一250ml的三口瓶中，水浴加熱到85℃，以150rpm的轉(zhuǎn)速攪拌，待酚醛環(huán)氧樹(shù)脂完全溶解后，加入14.6g三乙醇胺，反應(yīng)2h，加0.6g的草酸，得79.1g溶液b備用。
③稱(chēng)取2g月桂基縮水甘油醚、50g的步驟②中所制得的溶液b于新的250ml三口燒瓶中，再向其中加入22g步驟①中所制得的溶液a，以200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌并水浴加熱到85℃反應(yīng)3h，得到70.3g芳香多胺酚醛環(huán)氧樹(shù)脂。
④稱(chēng)取40.5g步驟③中所制得的芳香多胺酚醛環(huán)氧樹(shù)脂在轉(zhuǎn)速1500rpm下攪拌，加6.5g水進(jìn)行相反轉(zhuǎn)3h后，制得45.7g水性環(huán)氧固化劑。
(2)常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧的制備：稱(chēng)取1.0g甲酸于帶有攪拌裝置的250ml的三口燒瓶中，轉(zhuǎn)速調(diào)至60rpm，在邊攪拌的狀態(tài)下加入32.0g水性環(huán)氧固化劑，10分鐘后向其中加入150g水性環(huán)氧樹(shù)脂，繼續(xù)攪拌30min，制得的常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧179.6g備用。
(3)水性自潤(rùn)滑分散體的制備：
①聚乙烯蠟水性分散液的制備：
a.稱(chēng)取61g水于帶有攪拌裝置250ml的四口燒瓶中；
b.稱(chēng)取0.01gn,n-二乙基苯胺和0.1g過(guò)氧化苯甲酰溶入4g二甲苯中；
c.將步驟b中的產(chǎn)物投入到步驟a中的四口燒瓶中，再向其中分別加入3g丙烯酸和18g的聚乙烯蠟粉末，升溫至50℃，通n2溶脹80min，再升溫至預(yù)定反應(yīng)溫度85℃，反應(yīng)1.5h后，再向其中加入1.8g十二烷基硫酸鈉和0.3g吐溫80，升溫至98℃，乳化35min，自然冷卻至45℃出料，得82.3g聚乙烯蠟水性分散液。
②聚四氟乙烯水性分散液的制備：向聚合釜中加入72g的高純水、0.5g全氟辛酸銨和0.015g過(guò)氧化苯甲酰，關(guān)閉聚合釜，開(kāi)啟攪拌，轉(zhuǎn)速調(diào)為80rpm，在壓力為1.5mpa，溫度為17℃下進(jìn)行真空實(shí)驗(yàn)和保壓實(shí)驗(yàn)，合格后向其中通入高純氮?dú)?，在聚合過(guò)程中以連續(xù)補(bǔ)加的方式加入21g四氟乙烯，維持聚合壓力恒定6h后，停止加料和攪拌，用n2排除未反應(yīng)的單體，得89.4g到聚四氟乙烯水性分散液。
③稱(chēng)取36g聚乙烯蠟水性分散液和57g聚四氟乙烯水性分散液，在磁力攪拌器中攪拌1.5h，得90.3g水性自潤(rùn)滑分散體備用。
(4)復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑的制備：稱(chēng)取4.5g單寧酸溶于10g的水中，然后向其中加入0.5g焦性沒(méi)食子酸，最后向其中滴入0.5g的乙醇溶液，磁力攪拌0.5h，得14.6g復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑備用。
(5)稱(chēng)取30g去離子水于帶有攪拌裝置的三口燒瓶中，磁力攪拌，向其中分別加入5g三聚磷酸鋁，4g磷酸鋅和3.5g絹云母和13g上述步驟(4)中所制得的復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑，再將其置于xqm-6行星球磨機(jī)中，公轉(zhuǎn)速度調(diào)至140rpm,自轉(zhuǎn)速度調(diào)至460rpm，研磨6h得原料備用。
(6)稱(chēng)取上述步驟(5)中所制得的原料55.5g于帶有攪拌裝置的三口燒瓶中，轉(zhuǎn)速調(diào)至60rpm，分別緩慢向其中加入1.25g消泡劑磷酸三丁酯、0.15g潤(rùn)濕劑tegowetkl245、0.2g流平劑和23g上述步驟(3)所制得的水性自潤(rùn)滑分散體，將轉(zhuǎn)速調(diào)至150rpm,，攪拌30min后再向其中加入25g上述步驟(2)中所制得的常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧。繼續(xù)攪拌1.5h后，再向其中加入2.5gph調(diào)節(jié)劑甲酸，攪拌20min后，即制得一種輕載用水性帶銹自潤(rùn)滑涂層。
實(shí)施例3
(1)水性環(huán)氧固化劑的制備：
①稱(chēng)取37g的芳香多胺和33g的丁二醇乙醚，將其加入250ml的三口燒瓶中，水浴加熱至58℃，以150rpm的速度攪拌1h后，再向其中滴加0.5g的草酸，得68.6g溶液a備用。
②稱(chēng)取73g酚醛環(huán)氧樹(shù)脂和4g丁二醇乙醚投入另一250ml的三口瓶中，水浴加熱到85℃，以150rpm的轉(zhuǎn)速攪拌，待酚醛環(huán)氧樹(shù)脂完全溶解后，加入14.6g三乙醇胺，反應(yīng)2h，加0.6g的草酸，得89.5g溶液b備用。
③稱(chēng)取2g月桂基縮水甘油醚、50g的步驟②中所制得的溶液b于新的250ml三口燒瓶中，再向其中加入22g步驟①中所制得的溶液a，以200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌并水浴加熱到85℃反應(yīng)3h，得到70.6g芳香多胺酚醛環(huán)氧樹(shù)脂。
④稱(chēng)取40.5g步驟③中所制得的芳香多胺酚醛環(huán)氧樹(shù)脂在轉(zhuǎn)速1500rpm下攪拌，加6.5g水進(jìn)行相反轉(zhuǎn)3h后，制得45.8g水性環(huán)氧固化劑。
(2)常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧的制備：稱(chēng)取1.0g甲酸于帶有攪拌裝置的250ml的三口燒瓶中，轉(zhuǎn)速調(diào)至60rpm，在邊攪拌的狀態(tài)下加入32.0g水性環(huán)氧固化劑，10分鐘后向其中加入150g水性環(huán)氧樹(shù)脂，繼續(xù)攪拌30min，制得的常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧180.1g備用。
(3)水性自潤(rùn)滑分散體的制備：
①聚乙烯蠟水性分散液的制備：
a.稱(chēng)取61g水于帶有攪拌裝置250ml的四口燒瓶中；
b.稱(chēng)取0.01gn,n-二乙基苯胺和0.1g過(guò)氧化苯甲酰溶入4g二甲苯中；
c.將步驟b中的產(chǎn)物投入到步驟a中的四口燒瓶中，再向其中分別加入3g丙烯酸和18g的聚乙烯蠟粉末，升溫至50℃，通n2溶脹80min，再升溫至預(yù)定反應(yīng)溫度85℃，反應(yīng)1.5h后，再向其中加入1.8g十二烷基硫酸鈉和0.3g吐溫80，升溫至98℃，乳化35min，自然冷卻至45℃出料，得82.9g聚乙烯蠟水性分散液。
②聚四氟乙烯水性分散液的制備：向聚合釜中加入72g的高純水、0.5g全氟辛酸銨和0.015g過(guò)氧化苯甲酰，關(guān)閉聚合釜，開(kāi)啟攪拌，轉(zhuǎn)速調(diào)為80rpm，在壓力為1.5mpa，溫度為17℃下進(jìn)行真空實(shí)驗(yàn)和保壓實(shí)驗(yàn)，合格后向其中通入高純氮?dú)?，在聚合過(guò)程中以連續(xù)補(bǔ)加的方式加入21g四氟乙烯，維持聚合壓力恒定6h后，停止加料和攪拌，用n2排除未反應(yīng)的單體，得91.1g到聚四氟乙烯水性分散液。
③稱(chēng)取36g聚乙烯蠟水性分散液和57g聚四氟乙烯水性分散液，在磁力攪拌器中攪拌1.5h，得90.3g水性自潤(rùn)滑分散體備用。
(4)復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑的制備：稱(chēng)取4.5g單寧酸溶于10g的水中，然后向其中加入0.5g焦性沒(méi)食子酸，最后向其中滴入0.5g的乙醇溶液，磁力攪拌0.5h，得14.7g復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑備用。
(5)稱(chēng)取35g去離子水，磁力攪拌，向其中分別加入6g三聚磷酸鋁，5g磷酸鋅和4g絹云母和15g上述步驟(4)中所制得的復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑，再將其置于xqm-6行星球磨機(jī)中，公轉(zhuǎn)速度調(diào)至140rpm，自轉(zhuǎn)速度調(diào)至460rpm，研磨6h得原料備用。
(6)稱(chēng)取上述步驟(5)中所制得的原料65g于帶有攪拌裝置的三口燒瓶中，轉(zhuǎn)速調(diào)至60rpm，分別緩慢向其中加入1.5g消泡劑磷酸三丁酯、0.2g潤(rùn)濕劑tegowetkl245、0.3g流平劑和25g上述步驟(3)中所制得的水性自潤(rùn)滑分散體，將轉(zhuǎn)速調(diào)至150rpm，攪拌30min后再向其中加入29g上述(2)中所制得的常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧。繼續(xù)攪拌1.5h后，再向其中加入4gph調(diào)節(jié)劑甲酸，攪拌20min后，即制得一種輕載用水性帶銹自潤(rùn)滑涂層。
實(shí)施例4
(1)水性環(huán)氧固化劑的制備：
①稱(chēng)取42g的芳香多胺和38g的丁二醇乙醚，將其加入一250ml的三口燒瓶中，水浴加熱至62℃，以200rpm的速度攪拌1.5h后，再向其中滴加0.7g的草酸，得78.7溶液a備用。
②稱(chēng)取78g酚醛環(huán)氧樹(shù)脂和7g丁二醇乙醚投入另一250ml的三口瓶中，水浴加熱到85℃，以200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌，待酚醛環(huán)氧樹(shù)脂完全溶解后，加入19.5g三乙醇胺，反應(yīng)3h，加0.9g的草酸，得101.6溶液b備用。
③稱(chēng)取3g月桂基縮水甘油醚、55g的步驟②中所制得的溶液b于新的250ml的三口燒瓶中，再向其中加入27g步驟①中所制得的溶液a，以400rpm的轉(zhuǎn)速攪拌并水浴加熱到85℃反應(yīng)3～4h，得81.3g芳香多胺酚醛環(huán)氧樹(shù)脂。
④稱(chēng)取43.5g步驟③中所制得的芳香多胺酚醛環(huán)氧樹(shù)脂在轉(zhuǎn)速1500～1800rpm下攪拌，加8.5g水進(jìn)行相反轉(zhuǎn)5h后，制得49.2g水性環(huán)氧固化劑。
(2)常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧的制備：稱(chēng)取0.8g的甲酸于帶有攪拌裝置的三口燒瓶中，轉(zhuǎn)速調(diào)至75rpm，在邊攪拌的狀態(tài)下加入21g上述步驟(1)制得的水性環(huán)氧固化劑，10分鐘后向其中加入83g水性環(huán)氧樹(shù)脂，繼續(xù)攪拌30min，制得100.9g的常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧備用。
(3)水性自潤(rùn)滑分散體的制備：
①聚乙烯蠟水性分散液的制備：
a.稱(chēng)取69g水于帶有攪拌裝置的四口燒瓶中；
b.稱(chēng)取0.05gn,n-二乙基苯胺和0.2g過(guò)氧化苯甲酰溶入6g二甲苯中；
c.將步驟b中的產(chǎn)物投入到步驟a中的四口燒瓶中，再向其中分別加入4g丙烯酸和24g的聚乙烯蠟粉末，升溫至55℃，通n2溶脹100min，再升溫至預(yù)定反應(yīng)溫度87℃，反應(yīng)2h后，向其中加入2.4g十二烷基硫酸鈉和0.6g吐溫80，升溫至102℃，乳化40min，自然冷卻至45℃出料，制得92.7g聚乙烯蠟水性分散液。
②聚四氟乙烯水性分散液的制備：向聚合釜中加入77g的高純水、0.75g的全氟辛酸銨和0.03g的過(guò)氧化苯甲酰，關(guān)閉聚合釜，開(kāi)啟攪拌，轉(zhuǎn)速調(diào)為100rpm，在壓力為1.6mpa，溫度控制21℃下進(jìn)行真空實(shí)驗(yàn)和保壓實(shí)驗(yàn)，合格后向其中通入高純氮?dú)?，在聚合過(guò)程中以連續(xù)補(bǔ)加的方式加入25g的四氟乙烯，維持聚合壓力恒定7h后，停止加料和攪拌，用n2排除未反應(yīng)的單體，得到100.75g聚四氟乙烯水性分散液。
③稱(chēng)取43g聚乙烯蠟水性分散液和64g聚四氟乙烯水性分散液，在磁力攪拌器中攪拌1.5h，得106.8g水性自潤(rùn)滑分散體備用。
(4)復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑的制備：稱(chēng)取5.5g單寧酸溶于15g的水中，然后向其中加入1.5g的焦性沒(méi)食子酸，最后向其中滴入1g的乙醇溶液，磁力攪拌0.5h，得21.7g復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑備用。
(5)稱(chēng)取25g去離子水于帶有攪拌裝置的三口燒瓶中，磁力攪拌，向其中分別加入4g三聚磷酸鋁，3g磷酸鋅和3g絹云母和11g復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑，再將其置于xqm-6行星球磨機(jī)中，公轉(zhuǎn)速度調(diào)至140rpm，自轉(zhuǎn)速度調(diào)至460rpm，研磨6h得46g原料備用。
(6)稱(chēng)取上述步驟(5)中所制得的原料46g于帶有攪拌裝置的三口燒瓶中，轉(zhuǎn)速調(diào)至50rpm，分別緩慢向其中加入1g消泡劑聚醚改性硅、0.1g潤(rùn)濕劑byk-346、0.1g流平劑和20g上述步驟(3)所制得的水性自潤(rùn)滑分散體，將轉(zhuǎn)速調(diào)至70rpm，攪拌30min后再向其中加入20g上述步驟(2)所制得的常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧。攪拌1.5h后，再向其中加入1g水楊酸，攪拌20min后，即制得一種輕載用水性帶銹自潤(rùn)滑涂層。
實(shí)施例5
(1)水性環(huán)氧固化劑的制備：
①稱(chēng)取42g的芳香多胺和38g的丁二醇乙醚，將其加入一250ml的三口燒瓶中，水浴加熱至62℃，以200rpm的速度攪拌1.5h后，再向其中滴加0.7g的草酸，得78.9溶液a備用。
②稱(chēng)取78g酚醛環(huán)氧樹(shù)脂和7g丁二醇乙醚投入另一250ml的三口瓶中，水浴加熱到85℃，以200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌，待酚醛環(huán)氧樹(shù)脂完全溶解后，加入19.5g三乙醇胺，反應(yīng)3h，加0.9g的草酸，得101.4溶液b備用。
③稱(chēng)取3g月桂基縮水甘油醚、55g的步驟②中所制得的溶液b于新的250ml的三口燒瓶中，再向其中加入27g步驟①中所制得的溶液a，以400rpm的轉(zhuǎn)速攪拌并水浴加熱到85℃反應(yīng)3～4h，得81.7g芳香多胺酚醛環(huán)氧樹(shù)脂。
④稱(chēng)取43.5g步驟③中所制得的芳香多胺酚醛環(huán)氧樹(shù)脂在轉(zhuǎn)速1500～1800rpm下攪拌，加8.5g水進(jìn)行相反轉(zhuǎn)5h后，制得49.4g水性環(huán)氧固化劑。
(2)常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧的制備：稱(chēng)取0.8g的甲酸于帶有攪拌裝置的三口燒瓶中，轉(zhuǎn)速調(diào)至75rpm，在邊攪拌的狀態(tài)下加入21g上述步驟(1)制得的水性環(huán)氧固化劑，10分鐘后向其中加入83g水性環(huán)氧樹(shù)脂，繼續(xù)攪拌30min，制得101.1g的常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧備用。
(3)水性自潤(rùn)滑分散體的制備：
①聚乙烯蠟水性分散液的制備：
a.稱(chēng)取69g水于帶有攪拌裝置的四口燒瓶中；
b.稱(chēng)取0.05gn,n-二乙基苯胺和0.2g過(guò)氧化苯甲酰溶入6g二甲苯中；
c.將步驟b中的產(chǎn)物投入到步驟a中的四口燒瓶中，再向其中分別加入4g丙烯酸和24g的聚乙烯蠟粉末，升溫至55℃，通n2溶脹100min，再升溫至預(yù)定反應(yīng)溫度87℃，反應(yīng)2h后，向其中加入2.4g十二烷基硫酸鈉和0.6g吐溫80，升溫至102℃，乳化40min，自然冷卻至45℃出料，制得93.5g聚乙烯蠟水性分散液。
②聚四氟乙烯水性分散液的制備：向聚合釜中加入77g的高純水、0.75g的全氟辛酸銨和0.03g的過(guò)氧化苯甲酰，關(guān)閉聚合釜，開(kāi)啟攪拌，轉(zhuǎn)速調(diào)為100rpm，在壓力為1.6mpa，溫度控制21℃下進(jìn)行真空實(shí)驗(yàn)和保壓實(shí)驗(yàn)，合格后向其中通入高純氮?dú)?，在聚合過(guò)程中以連續(xù)補(bǔ)加的方式加入25g的四氟乙烯，維持聚合壓力恒定7h后，停止加料和攪拌，用n2排除未反應(yīng)的單體，得到101.25g聚四氟乙烯水性分散液。
③稱(chēng)取43g聚乙烯蠟水性分散液和64g聚四氟乙烯水性分散液，在磁力攪拌器中攪拌1.5h，得106.6g水性自潤(rùn)滑分散體備用。
(4)復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑的制備：稱(chēng)取5.5g單寧酸溶于15g的水中，然后向其中加入1.5g的焦性沒(méi)食子酸，最后向其中滴入1g的乙醇溶液，磁力攪拌0.5h，得21.4g復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑備用。
(5)稱(chēng)取30g去離子水于帶有攪拌裝置的三口燒瓶中，磁力攪拌，向其中分別加入5g三聚磷酸鋁，4g磷酸鋅和3.5g絹云母和13g上述步驟(3)中所制得的復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑，再將其置于xqm-6行星球磨機(jī)中，公轉(zhuǎn)速度調(diào)至140rpm,自轉(zhuǎn)速度調(diào)至460rpm，研磨6h后得55.5g原料備用。
(6)稱(chēng)取上述步驟(5)中所制得的原料55.5g于帶有攪拌裝置的三口燒瓶中，轉(zhuǎn)速調(diào)至60rpm，分別緩慢向其中加入1.25g消泡劑聚醚改性硅、0.15g潤(rùn)濕劑byk-346、0.2g流平劑和23g上述步驟(3)所制得的水性自潤(rùn)滑分散體，將轉(zhuǎn)速調(diào)至150rpm,，攪拌30min后再向其中加入25g上述步驟(2)所制得常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧。繼續(xù)攪拌1.5h后，再向其中加入2.5gph調(diào)節(jié)劑水楊酸，攪拌20min后，即制得一種輕載用水性帶銹自潤(rùn)滑涂層。
實(shí)施例6
(1)水性環(huán)氧固化劑的制備：
①稱(chēng)取42g的芳香多胺和38g的丁二醇乙醚，將其加入一250ml的三口燒瓶中，水浴加熱至62℃，以200rpm的速度攪拌1.5h后，再向其中滴加0.7g的草酸，得78.7溶液a備用。
②稱(chēng)取78g酚醛環(huán)氧樹(shù)脂和7g丁二醇乙醚投入另一250ml的三口瓶中，水浴加熱到85℃，以200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌，待酚醛環(huán)氧樹(shù)脂完全溶解后，加入19.5g三乙醇胺，反應(yīng)3h，加0.9g的草酸，得101.1溶液b備用。
③稱(chēng)取3g月桂基縮水甘油醚、55g的步驟②中所制得的溶液b于新的250ml的三口燒瓶中，再向其中加入27g步驟①中所制得的溶液a，以400rpm的轉(zhuǎn)速攪拌并水浴加熱到85℃反應(yīng)3～4h，得81.4g芳香多胺酚醛環(huán)氧樹(shù)脂。
④稱(chēng)取43.5g步驟③中所制得的芳香多胺酚醛環(huán)氧樹(shù)脂在轉(zhuǎn)速1500～1800rpm下攪拌，加8.5g水進(jìn)行相反轉(zhuǎn)5h后，制得49.8g水性環(huán)氧固化劑。
(2)常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧的制備：稱(chēng)取0.8g的甲酸于帶有攪拌裝置的三口燒瓶中，轉(zhuǎn)速調(diào)至75rpm，在邊攪拌的狀態(tài)下加入21g上述步驟(1)制得的水性環(huán)氧固化劑，10分鐘后向其中加入83g水性環(huán)氧樹(shù)脂，繼續(xù)攪拌30min，制得101.8g的常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧備用。
(3)水性自潤(rùn)滑分散體的制備：
①聚乙烯蠟水性分散液的制備：
a.稱(chēng)取69g水于帶有攪拌裝置的四口燒瓶中；
b.稱(chēng)取0.05gn,n-二乙基苯胺和0.2g過(guò)氧化苯甲酰溶入6g二甲苯中；
c.將步驟b中的產(chǎn)物投入到步驟a中的四口燒瓶中，再向其中分別加入4g丙烯酸和24g的聚乙烯蠟粉末，升溫至55℃，通n2溶脹100min，再升溫至預(yù)定反應(yīng)溫度87℃，反應(yīng)2h后，向其中加入2.4g十二烷基硫酸鈉和0.6g吐溫80，升溫至102℃，乳化40min，自然冷卻至45℃出料，制得94.2g聚乙烯蠟水性分散液。
②聚四氟乙烯水性分散液的制備：向聚合釜中加入77g的高純水、0.75g的全氟辛酸銨和0.03g的過(guò)氧化苯甲酰，關(guān)閉聚合釜，開(kāi)啟攪拌，轉(zhuǎn)速調(diào)為100rpm，在壓力為1.6mpa，溫度控制21℃下進(jìn)行真空實(shí)驗(yàn)和保壓實(shí)驗(yàn)，合格后向其中通入高純氮?dú)?，在聚合過(guò)程中以連續(xù)補(bǔ)加的方式加入25g的四氟乙烯，維持聚合壓力恒定7h后，停止加料和攪拌，用n2排除未反應(yīng)的單體，得到101.3g聚四氟乙烯水性分散液。
③稱(chēng)取43g聚乙烯蠟水性分散液和64g聚四氟乙烯水性分散液，在磁力攪拌器中攪拌1.5h，得106.3g水性自潤(rùn)滑分散體備用。
(4)復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑的制備：稱(chēng)取5.5g單寧酸溶于15g的水中，然后向其中加入1.5g的焦性沒(méi)食子酸，最后向其中滴入1g的乙醇溶液，磁力攪拌0.5h，得21.2g復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑備用。
(5)稱(chēng)取35g去離子水，磁力攪拌，向其中分別加入6g三聚磷酸鋁，5g磷酸鋅和4g絹云母和15g上述步驟(4)中所制得的復(fù)合帶銹轉(zhuǎn)化劑，再將其置于xqm-6行星球磨機(jī)中，公轉(zhuǎn)速度調(diào)至140rpm，自轉(zhuǎn)速度調(diào)至460rpm，研磨6h得原料備用。
(6)稱(chēng)取上述步驟(5)中所制得的原料65g于帶有攪拌裝置的三口燒瓶中，轉(zhuǎn)速調(diào)至60rpm，分別緩慢向其中加入1.5g消泡劑聚醚改性硅、0.2g潤(rùn)濕劑byk-346、0.3g流平劑和25g上述步驟(3)中所制得的水性自潤(rùn)滑分散體，將轉(zhuǎn)速調(diào)至150rpm，攪拌30min后再向其中加入29g上述(2)中所制得的常溫自交聯(lián)水性環(huán)氧。繼續(xù)攪拌1.5h后，再向其中加入4gph調(diào)節(jié)劑水楊酸，攪拌20min后，即制得一種輕載用水性帶銹自潤(rùn)滑涂層。
對(duì)比例
制備方式和用量同實(shí)施例1，但不添加實(shí)施例1所制得的水性自潤(rùn)滑分散體。二、本發(fā)明輕載用水性帶銹自潤(rùn)滑涂料的性能測(cè)試
1.耐鹽水性實(shí)驗(yàn)：常溫下對(duì)帶銹的q235鋼板進(jìn)行預(yù)除銹處理，使其銹層厚度在30μm左右，然后分別將實(shí)施例1、2、3、4、5、6和對(duì)比例所制得的涂料涂覆于鋼板表面，自然干燥后放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％nacl溶液中浸泡72h，干燥后對(duì)表面進(jìn)行觀察。
2.鹽霧實(shí)驗(yàn)：將分別涂覆有實(shí)施例1、2、3、4、5、6和對(duì)比例涂料的鋼板置于鹽霧箱中；其中用去離子水配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的鹽溶液，在25℃的溫度下，用酸度計(jì)測(cè)量ph在6.5～7.2之間，密度為1.03～1.04g/l；設(shè)定中性鹽霧箱溫度為35±1℃，相對(duì)濕度為96±2℃(％)，鹽霧沉積速度為：經(jīng)24h噴霧后，每80cm2面積上為1～2ml/h。
q325鋼板在鹽霧箱中被測(cè)面積與垂直方向成15。～30。夾角，可放置在鹽霧箱內(nèi)不同水平面上，不得接觸箱體，不能相互接觸。規(guī)定一個(gè)噴鹽霧周期為連續(xù)噴霧8h，恒溫恒濕環(huán)境下保溫16h。
3.摩擦磨損實(shí)驗(yàn)：將實(shí)施例1、2、3、4、5、6和對(duì)比例所制得的水性帶銹自潤(rùn)滑涂料涂覆于鋼板表面，在150n載荷、20mm/s速度、300s測(cè)試時(shí)間的條件下，對(duì)其進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn)。結(jié)果如下表所示。
從表中的數(shù)據(jù)可以看出，水性自潤(rùn)滑分散體的加入使涂層的摩擦系數(shù)顯著降低，具有良好的自潤(rùn)滑性能。