本發(fā)明涉及一種環(huán)保水性二硫化鉬基粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂層（也稱(chēng)干膜潤(rùn)滑劑）是固體潤(rùn)滑材料的主要類(lèi)型之一，其具有較低的摩擦系數(shù)、長(zhǎng)的使用壽命、寬的適用溫度范圍，其操作簡(jiǎn)單，在民用工業(yè)和空間技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。目前絕大多數(shù)粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂層中使用的粘結(jié)劑是有機(jī)溶劑性的，在涂料組分中含有大量的有機(jī)溶劑。大量的揮發(fā)性的有機(jī)化合物有毒、易燃，對(duì)環(huán)境和人體造成嚴(yán)重的危害。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)向大氣中排放的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）含量的限制越來(lái)越嚴(yán)格，盡可能使用無(wú)污染或低污染的稀釋劑成為當(dāng)今社會(huì)環(huán)境友好型發(fā)展的迫切需要。

水性二硫化鉬基固體潤(rùn)滑涂層是由一種環(huán)保型的二硫化鉬基固體潤(rùn)滑涂料制備而成的潤(rùn)滑涂層，水性二硫化鉬基固體潤(rùn)滑涂料是以去離子水作為稀釋劑，以水性聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂作為粘結(jié)劑，以二硫化鉬作為潤(rùn)滑劑，并添加少量填料和潤(rùn)濕分散劑混合而成的。與有機(jī)溶劑型粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料相比，分散介質(zhì)水具有價(jià)格低廉、無(wú)氣味、不燃等優(yōu)勢(shì)，并且不含VOC。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，研發(fā)水性粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料是固體潤(rùn)滑涂料未來(lái)重要的發(fā)展方向，其取代溶劑型粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料、朝著環(huán)境友好型方向邁進(jìn)已然成為當(dāng)今發(fā)展的趨勢(shì)。目前國(guó)際上對(duì)水性粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料的研究取得了一定的進(jìn)展，比如美國(guó)的MIL-L-46010E產(chǎn)品，而國(guó)內(nèi)還未有能滿足市場(chǎng)需要的水性粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料。究其原因，主要?dú)w結(jié)于水性粘結(jié)劑的發(fā)展比較遲緩，比如水性環(huán)氧樹(shù)脂、水性丙烯酸樹(shù)脂作為水性有機(jī)樹(shù)脂，其粘接強(qiáng)度不足，制備出的相應(yīng)的粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂層的耐磨壽命與溶劑型粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂層的壽命還存在著不小的差距。再者，如何使?jié)櫥瑒┖吞盍显谒杏行У胤稚⒁彩钱?dāng)今科研工作者一個(gè)棘手的問(wèn)題。近些年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，水性聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂和潤(rùn)濕分散劑有了長(zhǎng)足的發(fā)展，相關(guān)產(chǎn)品也逐漸投入市場(chǎng)，這為研發(fā)高性能水性粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂層提供了可能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保水性二硫化鉬基粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明所述水性粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料由粘結(jié)劑、潤(rùn)滑劑﹑填料、潤(rùn)濕分散劑以及稀釋劑組成，以水性聚酰胺酰亞胺為粘結(jié)劑，二硫化鉬為潤(rùn)滑劑，稀土氟化物（納米三氟化鑭或者三氟化鈰）為填料，加以適量的潤(rùn)濕分散劑和稀釋劑去離子水配制而成的水性粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料，該涂料所得涂層對(duì)金屬底材附著良好，涂層柔韌性好、承載能力高，并具有優(yōu)異的減摩抗磨性能。

一種環(huán)保水性二硫化鉬基粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料，其特征在于該潤(rùn)滑涂料的組成及各組分的重量百分比為：水性聚酰胺酰亞胺中的固體組分5.00～12.00%、二硫化鉬5.00～15.00%、稀土氟化物0.10～1.20%、潤(rùn)濕分散劑0.01～0.10%、余量為去離子水；所述潤(rùn)濕分散劑型號(hào)為BYK-LP N 22255，是一種改性的丙烯酸樹(shù)脂，胺值為40 KOH/g，產(chǎn)自德國(guó)畢克化學(xué)公司。

所述稀土氟化物為三氟化鈰或三氟化鑭，其顆粒尺寸≤60 nm。

所述水性聚酰胺酰亞胺的固含量為30±3%。

所述二硫化鉬的粒度≤10 μm，純度≥98%。

所述水性聚酰胺酰亞胺產(chǎn)自北京華通瑞馳材料科技有限公司。

一種環(huán)保水性二硫化鉬基粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料的制備方法，其特征在于具體步驟為：將二硫化鉬和潤(rùn)濕分散劑倒入球磨罐中，加入一部分去離子水使之成漿糊狀，放入體積占球磨罐三分之一體積的鋼球或陶瓷球，封好球磨罐，放在球磨機(jī)上，將上述物料累計(jì)球磨50 h~60h；將稀土氟化物經(jīng)錐形磨研磨然后將其倒入球磨罐中研磨15 min~20min；將水性聚酰胺酰亞胺與研磨好的固體組分充分混合，并加入剩余的去離子水即得水性二硫化鉬基粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料。

如上所述潤(rùn)滑涂料的應(yīng)用，其特征在于用噴槍將水性二硫化鉬基粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料在壓縮空氣（無(wú)油）或壓縮氮?dú)庀聡娡吭诮?jīng)過(guò)預(yù)處理的零件表面，然后將零件在室溫下放置5-10 h表干，再放入鼓風(fēng)烘箱內(nèi)固化。

所述固化條件為：150±5℃，恒溫3 h；270±5℃，恒溫1 h。

零件表面需預(yù)先除油、除銹、噴砂、超聲等表面處理。

本發(fā)明制備的粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料的固體組分含量為20±3%。

本發(fā)明制備的1 kg水性二硫化鉬基粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料中的VOC含量≤150g。

本發(fā)明所述水性粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料的產(chǎn)品主要指標(biāo)如下表。

本發(fā)明所述水性二硫化鉬基粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料是一種高性能環(huán)保粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料，用其制備的涂層對(duì)金屬底材的附著力良好，具有良好的柔韌性和抗沖擊能力等特點(diǎn)，該涂層具有較低的摩擦系數(shù)以及較長(zhǎng)的耐磨壽命，可有效的減小零件之間的摩擦磨損，延長(zhǎng)零部件的使用壽命。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

配置1 kg水性二硫化鉬基粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂料，需稱(chēng)取水性聚酰胺酰亞胺200 g（其中固體組分質(zhì)量為63.2g），二硫化鉬150 g，納米氟化物3 g，潤(rùn)濕分散劑0.35g。將稱(chēng)取好的二硫化鉬和潤(rùn)濕分散劑倒入球磨罐中，加入一部分去離子水使之成漿糊狀，放入體積約占球磨罐三分之一體積的鋼球或陶瓷球，封好球磨罐，放在球磨機(jī)上，將上述物料累計(jì)球磨50 h；將稱(chēng)取好的納米氟化物經(jīng)錐形磨研磨；將研磨分散好的納米三氟化鑭倒入研磨好固體組分的球磨罐中，研磨15 min；將稱(chēng)取好的水性聚酰胺酰亞胺與研磨好的固體組分充分混合，并加入剩余的去離子水即可。

實(shí)施例2

具體步驟方法同實(shí)施例1，各組分質(zhì)量百分比為二硫化鉬10.10%、三氟化鈰0.80%、潤(rùn)濕分散劑0.03%、水性聚酰胺酰亞胺的固體組分9.20%、去離子水余量。

實(shí)施例3

具體步驟方法同實(shí)施例1，各組分質(zhì)量百分比為二硫化鉬8.30%、三氟化鈰0.30%、潤(rùn)濕分散劑0.05%、水性聚酰胺酰亞胺的固體組分11.50%、去離子水余量。

實(shí)施例4

具體步驟方法同實(shí)施例1，各組分質(zhì)量百分比為二硫化鉬11.60%、三氟化鈰0.50%、潤(rùn)濕分散劑0.03%、水性聚酰胺酰亞胺的固體組分10.80%、去離子水余量。

實(shí)施例5

具體步驟方法同實(shí)施例1，各組分質(zhì)量百分比為二硫化鉬14.50%、三氟化鑭0.70%、潤(rùn)濕分散劑0.08%、水性聚酰胺酰亞胺的固體組分6.50%、去離子水余量。

實(shí)施例6

具體步驟方法同實(shí)施例1，各組分質(zhì)量百分比為二硫化鉬13.60%、三氟化鈰1.20%、潤(rùn)濕分散劑0.05%、水性聚酰胺酰亞胺的固體組分8.60%、去離子水余量。

實(shí)施例7

具體步驟方法同實(shí)施例1，各組分質(zhì)量百分比為二硫化鉬9.50%、三氟化鑭0.60%、潤(rùn)濕分散劑0.10%、水性聚酰胺酰亞胺的固體組分11.50%、去離子水余量。

實(shí)施例8

具體步驟方法同實(shí)施例1，各組分質(zhì)量百分比為二硫化鉬11.80%、三氟化鈰1.1%、潤(rùn)濕分散劑0.07%、水性聚酰胺酰亞胺的固體組分10.50%、去離子水余量。