本發(fā)明屬于膠水技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種不銹鋼螺紋連接防咬死、防松膠水及其制備方法。

背景技術(shù)：

螺紋連接作為一種連接方式，因其拆卸方便且能提供足夠的連接剛度，在機(jī)車車輛及其他各個(gè)領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用。地鐵車輛使用不銹鋼螺紋連接的地方也比較多，比如不銹鋼螺栓、螺母、不銹鋼螺釘以及不銹鋼管接頭等等。

對(duì)于不銹鋼螺紋連接，由于不銹鋼材質(zhì)特性，材料硬度較低、粘性較大，容易發(fā)生黏著磨損等，其普遍存在咬死的問題。該問題在安裝以及拆卸螺栓的過程中都會(huì)發(fā)生。

不銹鋼螺紋發(fā)生咬死的主要原因是：不銹鋼螺栓在預(yù)緊過程中，表面的氧化膜首先被破壞，并且由于不銹鋼材料有很大的粘性，磨屑不容易從磨損面脫落而停留在內(nèi)外螺牙的表面，內(nèi)外螺牙間發(fā)生黏著磨損。隨著預(yù)緊過程的持續(xù)進(jìn)行，磨損程度加劇，越來越多的磨屑在內(nèi)外螺牙表面局部堆積，這種局部磨屑堆積占據(jù)了相應(yīng)位置配合螺牙的空間，阻塞了內(nèi)外螺紋之間的旋合過程。與此同時(shí)，隨著螺牙表面磨損程度的加劇，摩擦系數(shù)迅速增大，由此產(chǎn)生的摩擦熱大幅增加，導(dǎo)致螺牙局部溫度快速升高，局部溫度大幅升高會(huì)引起材料局部硬度的降低，即材料發(fā)生軟化作用。軟化后的螺牙局部在摩擦剪應(yīng)力的作用下發(fā)生撕裂、大塊剝離，大量的磨屑及撕裂的基體材料在螺牙表面堆積，經(jīng)過高溫與高應(yīng)力擠壓作用而與螺牙結(jié)合為一個(gè)整體。變形后的螺牙阻塞了內(nèi)外螺紋之間的旋入、旋出過程，即發(fā)生咬死現(xiàn)象。

一般螺紋連接的防松是采用機(jī)械的方式或增大摩擦力的方式，防咬死一般采用增加潤(rùn)滑油脂減小摩擦力。所以螺紋連接的抗咬死和防松存在著矛盾。解決連接以及拆卸過程中的咬死問題，并且同時(shí)解決使用過程中松動(dòng)問題顯得很有必要。這樣可以減少或避免生產(chǎn)中的浪費(fèi)人力物力，又可以避免使用過程中發(fā)生意外故障，在以后的維護(hù)和保養(yǎng)方面也可以減少不必要的麻煩。此外，該問題的解決在不銹鋼螺紋聯(lián)接領(lǐng)域?qū)⑹且粋€(gè)技術(shù)突破，能夠解決組裝過程中的難題，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種不銹鋼螺紋連接防咬死、防松膠水及其制備方法，該膠水同時(shí)具有螺栓防咬死和螺栓防松的效果。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種不銹鋼螺紋連接防咬死、防松膠水，包括a和b，所述a為pmma粘結(jié)液，b為有機(jī)胺溶劑，所述a和b溶液按照質(zhì)量比3:1混合均勻；所述pmma粘結(jié)液中包括：烯酸酯類、引發(fā)劑bpo過氧化二苯甲酰過氧化物和溶劑，其中，烯酸酯類和溶劑的質(zhì)量體積比為30g：120ml，引發(fā)劑bpo過氧化二苯甲酰過氧化物占pmma粘結(jié)液的質(zhì)量百分比為0.10-0.20%；所述有機(jī)胺溶劑為n,n-二甲基苯胺，間苯二胺或n-乙基乙二胺。

進(jìn)一步的，所述烯酸酯類包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯。

進(jìn)一步的，所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的重量比為3：2：1。

進(jìn)一步的，所述pmma粘結(jié)液中的溶劑為甲苯或丙酮。

進(jìn)一步的，所述pmma粘結(jié)液中，按照質(zhì)量百分比還包括1-5%耦聯(lián)劑、1-5%氰基丙烯酸酯、0-20%環(huán)氧樹脂和5-10%硅脂。

進(jìn)一步的，所述耦聯(lián)劑為k550。

一種不銹鋼螺紋連接防咬死、防松膠水的制備方法，包括以下步驟：

將烯酸酯類加入到反應(yīng)釜中，加入引發(fā)劑bpo過氧化二苯甲酰攪拌使其溶解并攪拌均勻，然后加熱至60-65℃，反應(yīng)7h，反應(yīng)釜內(nèi)產(chǎn)物變得粘度增加，在該溫度下繼續(xù)反應(yīng)，進(jìn)行老化12h，降至室溫，得到白色透明烯酸酯的共聚物；加入丙酮，持續(xù)攪拌3-5h后，得到濃度為20%的pmm溶液；取上述制備的pmm溶液，加入硅脂攪拌均勻，再加入偶聯(lián)劑k550、氰基丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂，并強(qiáng)制攪拌均勻，得到pmma粘結(jié)液；將pmma粘結(jié)液與有機(jī)胺溶劑按質(zhì)量比3:1混合得到膠水。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供的膠水既可以防止不銹鋼螺紋發(fā)生咬死，同時(shí)又具有螺栓防松的效果。該膠水選用有機(jī)硅化物為抗咬死劑，選用甲基烯酸酯共聚物為抗松動(dòng)劑，添加k550金屬耦聯(lián)劑。本膠水中含有的有機(jī)硅化物在螺紋之間形成一種有機(jī)聚合物硅化膜，防止螺紋直接接觸磨損，以達(dá)到防咬死的目的。同時(shí)，膠水中含有的甲基丙烯酸酯類和丙烯酸酯類混合物具有良好的粘結(jié)特性，可以防止螺栓松動(dòng)。

附圖說明

圖1是涂抹本發(fā)明提供的膠水前后不銹鋼螺栓咬死試驗(yàn)結(jié)果；

圖2是涂抹本發(fā)明提供的膠水前螺栓預(yù)緊力在振動(dòng)載荷作用下發(fā)生的預(yù)緊力下降結(jié)果；

圖3是涂抹本發(fā)明提供的膠水后螺栓預(yù)緊力在振動(dòng)載荷作用下發(fā)生的預(yù)緊力下降結(jié)果。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例

第一步：pmm的合成與調(diào)整

在250ml三口反應(yīng)瓶中，固定好溫度計(jì)；

將烯酸酯類（甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯）按照3:2:1的比列（重量比）加入到反應(yīng)釜中30g，加入過氧化物引發(fā)劑（bpo過氧化二苯甲酰）（0.15%），開動(dòng)攪拌器使之溶解并攪拌均勻，然后進(jìn)行加熱至60-65°c，在反應(yīng)達(dá)到7小時(shí)左右，反應(yīng)釜內(nèi)產(chǎn)物變得粘度增加，類似甘油狀，繼續(xù)加熱反應(yīng)，進(jìn)行老化12小時(shí)，降至室溫，得到白色透明烯酸酯的共聚物。

加入120ml丙酮，用玻璃棒攪拌，約3-5小時(shí)后，得到20%濃度的pmm溶液a

取市賣品pmma粉體30g，加入120ml丙酮，用玻璃棒攪拌，約3-5小時(shí)后，得到20%濃度的pmm溶液a’

但粘稠時(shí)，可以加丙酮稀釋。

第二步：pmma粘結(jié)液的調(diào)制

分別取12g上述制備的粘結(jié)液a或a’，加入2g硅脂（市賣品）攪拌均勻，再加入0.42g偶聯(lián)劑（k550），加入0.5g氰基丙烯酸酯，高速攪拌均勻，得到含有3%偶聯(lián)劑的抗咬死防松動(dòng)膠體1a和1b。

分別取12g上述制備的粘結(jié)液a或a’，加入3g硅脂（市賣品）攪拌均勻，再加入0.6g偶聯(lián)劑（k550），加入0.5g氰基丙烯酸酯，高速攪拌均勻，得到含有5%偶聯(lián)劑的抗咬死防松動(dòng)膠體2a和2b。

分別取12g上述制備的粘結(jié)液a或a’，加入3g硅脂（市賣品）攪拌均勻，再加入0.75g偶聯(lián)劑（k550），加入0.5g氰基丙烯酸酯，高速攪拌均勻，得到含有5%偶聯(lián)劑的抗咬死防松動(dòng)膠體3a和3b。

分別取12g上述制備的粘結(jié)液a或a’，加入3g硅脂（市賣品）攪拌均勻，再加入0.75g偶聯(lián)劑（k550），加入0.75g氰基丙烯酸酯，高速攪拌均勻，得到含有5%偶聯(lián)劑的抗咬死防松動(dòng)膠體4a和4b。

分別取12g上述制備的粘結(jié)液a或a’，加入2g硅脂（市賣品）攪拌均勻，再加入0.42g偶聯(lián)劑（k550），加入0.5g氰基丙烯酸酯，加入5g環(huán)氧樹脂，高速攪拌均勻，得到含有3%偶聯(lián)劑的抗咬死防松動(dòng)膠體5a和5b。

第三步：抗咬死防松動(dòng)膠水制備：

將第二步得到pmma粘結(jié)液與有機(jī)胺溶劑按照質(zhì)量比3:1混合并攪拌均勻，得到抗咬死防松動(dòng)膠水。

性能檢測(cè)試驗(yàn)：采用本發(fā)明提供的膠水及制備方法制備得到的膠水，具有以下特性：

如圖1所示，圖1中橫坐標(biāo)代表預(yù)緊次數(shù)，縱坐標(biāo)代表預(yù)緊力。圖中橫坐標(biāo)同一區(qū)間內(nèi)則代表相同的預(yù)緊次數(shù)，無大小之分。涂膠前，5組試樣在預(yù)緊16-20次后全部出現(xiàn)咬死現(xiàn)象，而涂抹本發(fā)明提供的膠水后，5組試樣在預(yù)緊40次以后都沒有出現(xiàn)咬死現(xiàn)象，故防咬死效果明顯。

螺栓咬死及防咬死試驗(yàn)的試驗(yàn)方法是，設(shè)定30nm的擰緊力矩，對(duì)不銹鋼螺栓進(jìn)行多次預(yù)緊、拆卸，直至試樣發(fā)生咬死。對(duì)于涂抹本發(fā)明提供的膠水后的試樣，若預(yù)緊次數(shù)超過40次還未發(fā)生咬死，則停止試驗(yàn)。

如圖2和3所示，兩者振動(dòng)載荷條件一致?？梢钥吹剑磕ū景l(fā)明提供的膠水后預(yù)緊力下降幅度要比未涂膠時(shí)預(yù)緊力下降小，說明膠水具有防松效果。

螺栓振動(dòng)松動(dòng)試驗(yàn)的試驗(yàn)方法是，采用液壓伺服試驗(yàn)機(jī)及專用工裝，將螺栓及預(yù)緊力傳感器固定于工裝上，預(yù)緊力傳感器用于實(shí)時(shí)測(cè)量螺栓上的預(yù)緊力大小，其采樣頻率設(shè)置為10hz。設(shè)置螺栓預(yù)緊力為8.5kn，施加正弦振動(dòng)載荷（振動(dòng)次數(shù)10000次，頻率5hz，振幅0.3mm），記錄試驗(yàn)結(jié)果。涂抹本發(fā)明提供的膠水后的試樣待膠水徹底凝結(jié)以后進(jìn)行試驗(yàn)。

實(shí)施例2

一種不銹鋼螺紋連接防咬死、防松膠水，包括a和b，所述a為pmma粘結(jié)液，b為有機(jī)胺溶劑（n-乙基乙二胺），所述a和b溶液按照質(zhì)量比3:1混合均勻；

所述pmma粘結(jié)液中包括：烯酸酯類（包括重量比為3：2：1的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯）、引發(fā)劑bpo過氧化二苯甲酰過氧化物和溶劑（丙酮），其中，烯酸酯類和溶劑（丙酮）的質(zhì)量體積比為30g：120ml，引發(fā)劑bpo過氧化二苯甲酰過氧化物占pmma粘結(jié)液的質(zhì)量百分比為0.10%；

所述pmma粘結(jié)液中，按照質(zhì)量百分比還包括1%耦聯(lián)劑（k550）、1%氰基丙烯酸酯和5%硅脂。

一種不銹鋼螺紋連接防咬死、防松膠水的制備方法，包括以下步驟：

將烯酸酯類加入到反應(yīng)釜中，加入引發(fā)劑bpo過氧化二苯甲酰攪拌使其溶解并攪拌均勻，然后加熱至60℃，反應(yīng)7h，反應(yīng)釜內(nèi)產(chǎn)物變得粘度增加，在該溫度下繼續(xù)反應(yīng)，進(jìn)行老化12h，降至室溫，得到白色透明烯酸酯的共聚物；加入丙酮，持續(xù)攪拌3h后，得到濃度為20%的pmm溶液；取上述制備的pmm溶液，加入硅脂攪拌均勻，再加入偶聯(lián)劑k550、氰基丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂，并強(qiáng)制攪拌均勻，得到pmma粘結(jié)液；將pmma粘結(jié)液與有機(jī)胺溶劑按質(zhì)量比3:1混合得到膠水。

實(shí)施例3

一種不銹鋼螺紋連接防咬死、防松膠水，包括a和b，所述a為pmma粘結(jié)液，b為有機(jī)胺溶劑（n,n-二甲基苯胺），所述a和b溶液按照質(zhì)量比3:1混合均勻；

所述pmma粘結(jié)液中包括：烯酸酯類（包括重量比為3：2：1的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯）、引發(fā)劑bpo過氧化二苯甲酰過氧化物和溶劑（甲苯），其中，烯酸酯類和溶劑（甲苯）的質(zhì)量體積比為30g：120ml，引發(fā)劑bpo過氧化二苯甲酰過氧化物占pmma粘結(jié)液的質(zhì)量百分比為0.15%；

所述pmma粘結(jié)液中，按照質(zhì)量百分比還包括2%耦聯(lián)劑（k550）、3%氰基丙烯酸酯、10%環(huán)氧樹脂和8%硅脂。

一種不銹鋼螺紋連接防咬死、防松膠水的制備方法，包括以下步驟：

將烯酸酯類加入到反應(yīng)釜中，加入引發(fā)劑bpo過氧化二苯甲酰攪拌使其溶解并攪拌均勻，然后加熱至63℃，反應(yīng)7h，反應(yīng)釜內(nèi)產(chǎn)物變得粘度增加，在該溫度下繼續(xù)反應(yīng)，進(jìn)行老化12h，降至室溫，得到白色透明烯酸酯的共聚物；加入丙酮，持續(xù)攪拌4h后，得到濃度為20%的pmm溶液；取上述制備的pmm溶液，加入硅脂攪拌均勻，再加入偶聯(lián)劑k550、氰基丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂，并強(qiáng)制攪拌均勻，得到pmma粘結(jié)液；將pmma粘結(jié)液與有機(jī)胺溶劑按質(zhì)量比3:1混合得到膠水。

實(shí)施例4

一種不銹鋼螺紋連接防咬死、防松膠水，包括a和b，所述a為pmma粘結(jié)液，b為有機(jī)胺溶劑（間苯二胺），所述a和b溶液按照質(zhì)量比3:1混合均勻；

所述pmma粘結(jié)液中包括：烯酸酯類（包括重量比為3：2：1的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯）、引發(fā)劑bpo過氧化二苯甲酰過氧化物和溶劑（丙酮），其中，烯酸酯類和溶劑（丙酮）的質(zhì)量體積比為30g：120ml，引發(fā)劑bpo過氧化二苯甲酰過氧化物占pmma粘結(jié)液的質(zhì)量百分比為0.20%；

所述pmma粘結(jié)液中，按照質(zhì)量百分比還包括5%耦聯(lián)劑（k550）、5%氰基丙烯酸酯、20%環(huán)氧樹脂和10%硅脂。

一種不銹鋼螺紋連接防咬死、防松膠水的制備方法，包括以下步驟：

將烯酸酯類加入到反應(yīng)釜中，加入引發(fā)劑bpo過氧化二苯甲酰攪拌使其溶解并攪拌均勻，然后加熱至65℃，反應(yīng)7h，反應(yīng)釜內(nèi)產(chǎn)物變得粘度增加，在該溫度下繼續(xù)反應(yīng)，進(jìn)行老化12h，降至室溫，得到白色透明烯酸酯的共聚物；加入丙酮，持續(xù)攪拌5h后，得到濃度為20%的pmm溶液；取上述制備的pmm溶液，加入硅脂攪拌均勻，再加入偶聯(lián)劑k550、氰基丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂，并強(qiáng)制攪拌均勻，得到pmma粘結(jié)液；將pmma粘結(jié)液與有機(jī)胺溶劑按質(zhì)量比3:1混合得到膠水。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。