一種耐高溫固體潤(rùn)滑塊及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體潤(rùn)滑材料領(lǐng)域，特別涉及一種耐高溫固體潤(rùn)滑塊及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前常用的潤(rùn)滑劑主要分為潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑膏、固體潤(rùn)滑涂層等，但現(xiàn)有的潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑膏都存在使用的局限性，如潤(rùn)滑時(shí)間有限，需多次涂抹，成本升高，在高溫或低溫下使用潤(rùn)滑效果不佳，且存在污染嚴(yán)重的問(wèn)題。潤(rùn)滑涂層則會(huì)出現(xiàn)硬度不夠，不能多次維持潤(rùn)滑等特點(diǎn)。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利CN103276395A通過(guò)在待處理的機(jī)械設(shè)備零部件的鉻鉬銅合金鑄鐵表面上涂刷常溫快速磷化液，待該常溫快速磷化液干燥后進(jìn)行網(wǎng)格化激光淬火處理，以在該鉻鉬銅合金鑄鐵表面上形成網(wǎng)格狀的硬化層;再采用低溫等離子滲硫工藝，在該硬化層的表面上制備具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的FeS固體潤(rùn)滑層;最后利用浸漬法，使含納米粒子的潤(rùn)滑劑置入該FeS固體潤(rùn)滑層的蜂窩狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。該發(fā)明采用大型設(shè)備對(duì)于特定零部件做處理，引入復(fù)合潤(rùn)滑，不適用于已經(jīng)設(shè)計(jì)加工成型的現(xiàn)有零部件作后期潤(rùn)滑處理。
[0004]在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的大型機(jī)械的潤(rùn)滑主要通過(guò)在機(jī)械表面安裝固體潤(rùn)滑塊，使部件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中反復(fù)實(shí)施潤(rùn)滑，既不需改變?cè)械臋C(jī)械設(shè)計(jì)，又能長(zhǎng)期維持潤(rùn)滑減磨，現(xiàn)有的方法主要是采用PTFE等熱塑性塑料或者是易融化的石蠟作為固體潤(rùn)滑塊粘結(jié)基體，石墨作為潤(rùn)滑添加劑，但其耐溫性能有限，尤其是隨著溫度的升高和高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，潤(rùn)滑劑釋放速率加大，固體潤(rùn)滑塊的消耗速率急劇加快。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006]本發(fā)明為了克服上述不足，提供了一種耐高溫固體潤(rùn)滑塊及其制備方法，本發(fā)明制得的耐高溫固體潤(rùn)滑塊克服了固體潤(rùn)滑劑中氟化石墨與改性環(huán)氧樹(shù)脂的相容性問(wèn)題，提高了固體潤(rùn)滑塊的硬度、耐磨損性能和耐高溫性，通過(guò)采用微膠囊包覆潤(rùn)滑油使得潤(rùn)滑作用時(shí)間延長(zhǎng)的同時(shí)提高了潤(rùn)滑效果。
[0007]2.技術(shù)方案
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0009]—種耐高溫固體潤(rùn)滑塊，包括組分A和固化劑;其中，所述固化劑的質(zhì)量為所述組分A質(zhì)量的10-30%;
[0010]所述組分A中各組分的質(zhì)量百分含量具體如下:
[0011]改性環(huán)氧樹(shù)脂15-35%;
[0012]固體潤(rùn)滑劑10-35%;
[0013]微膠囊包覆潤(rùn)滑油30-45%;
[0014]有機(jī)溶劑15%_30%。
[0015]所述改性環(huán)氧樹(shù)脂為經(jīng)有機(jī)硅樹(shù)脂改性的酚醛環(huán)氧樹(shù)脂;所述固體潤(rùn)滑劑為氟化石墨粉末、二硫化鉬粉末或硬脂酸鋅粉末中的一種或幾種的混合。
[0016]所述微膠囊包覆潤(rùn)滑油為納米磁性四氧化三鐵顆粒改性的蜜胺樹(shù)脂包覆的100#潤(rùn)滑油，或?yàn)殡迦?shù)脂包覆的100射聞滑油。
[0017]所述有機(jī)溶劑為二甲苯或丙酮，或?yàn)槎妆脚c1-丁醇組成的復(fù)配溶劑。
[0018]所述二甲苯與1-丁醇組成的復(fù)配溶劑中所述二甲苯的質(zhì)量百分含量為40-70%、所述1-丁醇的質(zhì)量百分含量為30-60%。
[0019]所述固化劑為T(mén)-31或4，4_二氨基二苯砜。
[0020]一種耐高溫固體潤(rùn)滑塊的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0021 ] (I)將改性環(huán)氧樹(shù)脂15_35wt%與固體潤(rùn)滑劑10_35wt%攪拌混合均勻，滴加有機(jī)溶劑15 % -30 %后，并在60-80 0C下水浴加熱I小時(shí)，得到混合組分;在所述混合組分中加入微膠囊包覆潤(rùn)滑油，充分?jǐn)嚢柙?0-80°C下加熱I小時(shí)，混合均勻，得到組分A;
[0022](2)將組分A與固化劑混合均勻，倒入預(yù)先涂抹脫模劑的模具中，進(jìn)行高溫固化，得到耐高溫固體潤(rùn)滑塊；
[0023]其中，所述固化劑的質(zhì)量為所述組分A質(zhì)量的10-30%。
[0024]步驟(2)中所述高溫固化的溫度為140°C、所述高溫固化的時(shí)間為2小時(shí)。
[0025]所述微膠囊包覆潤(rùn)滑油的制備方法具體包括:在100#潤(rùn)滑油中加入納米磁性四氧化三鐵顆粒并乳化，得到潤(rùn)滑油乳液，將所述潤(rùn)滑油乳液加入到蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚物或脲醛樹(shù)脂預(yù)聚物中，得到微膠囊包覆潤(rùn)滑油。
[0026]有機(jī)硅改性酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法具體包括:
[0027](I)有機(jī)硅預(yù)聚體的制備:在裝有回流冷凝裝置、攪拌器、溫度計(jì)的四口燒瓶中分別加入二甲基二乙氧基硅烷5g、一甲基三乙氧基硅烷3g、一苯基三乙氧基硅烷6g和稀鹽酸Ig，攪拌均勻，在55°C攪拌條件下滴加蒸餾水，升溫至80°C，反應(yīng)4小時(shí)，在0.06MPa下減壓蒸飽;
[0028](2)稱(chēng)取步驟(I)中有機(jī)硅預(yù)聚體3.5g、酚醛環(huán)氧樹(shù)脂6.5g和正鈦酸四丁酯1.2g，150°C下攪拌2小時(shí)，得到有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂。
[0029]3.有益效果
[0030]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0031](I)本發(fā)明制得的耐高溫固體潤(rùn)滑塊克服了固體潤(rùn)滑劑中氟化石墨與改性環(huán)氧樹(shù)脂的相容性問(wèn)題，提高了固體潤(rùn)滑塊的硬度、耐磨損性能和耐高溫性，通過(guò)采用微膠囊包覆潤(rùn)滑油使得潤(rùn)滑作用時(shí)間延長(zhǎng)的同時(shí)提高了潤(rùn)滑效果，此外，本發(fā)明通過(guò)添加納米磁性四氧化三鐵顆粒改性顯著提高了該潤(rùn)滑油的各項(xiàng)性能。
[0032](2)本發(fā)明制得的耐高溫固體潤(rùn)滑塊能通過(guò)開(kāi)孔釋放潤(rùn)滑劑，延長(zhǎng)了潤(rùn)滑作用時(shí)間。
[0033](3)本發(fā)明制得的耐高溫固體潤(rùn)滑塊，可用于對(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)加工成型的現(xiàn)有零部件作后期潤(rùn)滑處理，并且能在常溫或400°C高溫下仍具有良好的潤(rùn)滑效果。
[0034](4)本發(fā)明制得的耐高溫固體潤(rùn)滑塊，其制備方法簡(jiǎn)單，易操作，制備條件可控性尚，易于工業(yè)化生廣。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0036]實(shí)施例1
[0037]納米磁性四氧化三鐵顆粒改性的蜜胺樹(shù)脂包覆的100#潤(rùn)滑油的制備方法具體包括:
[0038](I)在裝有電動(dòng)攪拌裝置和冷凝管的三口燒瓶中加入三聚氰胺Ig、37 %甲醛溶液5ml、去離子水1ml，攪拌混合，用0.lmol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至8_9，在65°C水浴加熱條件下攪拌20分鐘，待三聚氰胺完全溶解，得到透明的蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚物；
[0039](2)稱(chēng)取聚乙烯醇0.6g，加入蒸餾水1ml中，在90 °C下攪拌至完全溶解，加入十二烷基苯磺酸鈉0.6g，攪拌使其完全溶解，加入100#潤(rùn)滑油3g、納米磁性四氧化三鐵顆粒0.5g，使用高速攪拌器以1800rpm的攪拌速率攪拌乳化1分鐘，得到乳化液；
[0040](3)將乳化液以I分鐘為時(shí)間間隔分三次緩慢加入到步驟(I)的蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚物中，將攪拌器轉(zhuǎn)速調(diào)整至120rpm，在65°C水浴加熱條件下攪拌30分鐘，用0.lmol/L的鹽酸調(diào)節(jié)pH至3-4，在65 °C下保溫?cái)嚢?小時(shí)，抽濾，蒸餾水清洗三次，放入鼓風(fēng)干燥箱中干燥，得到納米磁性四氧化三鐵顆粒改性的蜜胺樹(shù)脂包覆的100#潤(rùn)滑油。
[0041 ] 實(shí)施例2
[0042]脲醛樹(shù)脂包覆的100射聞滑油的制備方法具體包括:
[0043](I)在裝有電動(dòng)攪拌裝置和冷凝管的三口燒瓶中加入尿素1.5g和甲醛溶液4.5mI(其中，脲基和醛基的比例為1: 2)，加入30ml去離子水，60°C下加熱攪拌至尿素溶解于甲醛溶液中，用0.lmol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5，保溫?cái)嚢鐸小時(shí)，得粘稠透明的脲甲醛預(yù)聚體；
[0044](2)稱(chēng)取聚乙烯醇6g，加入蒸餾水10ml，在95 °C攪拌I小時(shí)，制得粘稠透明的聚乙烯醇溶液，加入3g的100#潤(rùn)滑油、0.5g納米磁性四氧化三鐵顆粒、十二烷基苯磺酸鈉0.6g、聚乙烯醇溶液15ml和蒸餾水15ml，以100rpm的攪拌速率高速攪拌30分鐘，得到乳化液；
[0045](3)將步驟(2)得到的乳化液加入步驟(I)得到的脲甲醛預(yù)聚體中，在60°C水浴加熱條件下攪拌20分鐘，用0.lmol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值至3，在60°C下保溫?cái)嚢鐸小時(shí)，抽濾，蒸餾水清洗三次，放入烘箱中干燥3小時(shí)，得到脲甲醛包覆的100#潤(rùn)滑油。
[0046]實(shí)施例3
[0047]有機(jī)硅改性酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法具體包括:
[0048](I)有機(jī)硅預(yù)聚體的制備:在裝有回流冷凝裝置、攪拌器、溫度計(jì)的四口燒瓶中分別加入二甲基二乙氧基硅烷5g、一甲基三乙氧基硅烷3g、一苯基三乙氧基硅烷6g和稀鹽酸Ig，攪拌均勻，在55°C攪拌條件下滴加蒸餾水，升溫至80°C，反應(yīng)4小時(shí)，在0.06MPa下減壓蒸飽;
[0049](2)稱(chēng)取步驟(I)中有機(jī)硅預(yù)聚體3.5g、酚醛環(huán)氧樹(shù)脂6.5g和正鈦酸