[发明专利]一种无机耐高温干膜润滑剂

说明书

技术领域

本发明属于固体润滑用润滑剂制备技术领域，特别涉及一种无机粘结剂粘结的耐高温干膜润滑剂及其制备方法。

背景技术

干膜润滑剂是借助于粘结剂将固体润滑剂、耐磨添加剂等牢固地粘结在发生相对运动的摩擦表面上，起耐磨润滑防护作用，可采用喷涂、刷涂、浸涂等形式将干膜润滑剂涂覆在摩擦基体表面，经一定温度干燥后固化形成固体润滑干膜。高温干膜润滑剂可以在高温的干摩擦条件下起到固体润滑作用，解决了润滑油、脂、膏不能耐高温的问题，还具有防腐保护膜作用，同时也用于已被磨损的表面修补或表面防粘防污(垢)等。广泛应用于冶金、电能、交通、石化、船舶等工业部门的高温摩擦零部件。

高温干膜润滑剂多采用硅酸盐和磷酸盐等无机粘结剂，添加各种辅助材料，包括固体润滑剂、耐磨添加剂、抗氧剂等，将这种干膜润滑剂通过喷涂、刷涂、浸涂等施工方法，在摩擦部件表面形成20～200um厚的涂层，经一定温度固化形成固体润滑膜。

公开号为的02158221.1发明专利公开了一种无机高温耐磨涂料，由胶粘剂、固体润滑剂、防粘剂、润湿剂、助剂、溶剂组成。胶粘剂是酸性磷酸铝，固体润滑剂为石墨，防粘剂为氮化钛、氮化硼、二硫化钨，润湿剂为吐温80，助剂为氧化铅，溶剂为水。该无机高温耐磨涂料使用方便，直接擦涂于经清洗干净的金属表面，经过高温固化即成干膜润滑涂层，涂层适用于室温至500℃以下温度条件下的热加工模具、零件的防粘润滑。其中未涉及磁性材料的添加和耐磨添加剂的添加和表面包覆处理，而目前多见的干膜润滑剂耐磨损性能仍然欠缺，同时磨损一段时间后耐磨添加剂可能会对对摩面产生划伤。

发明内容

本发明目的在于提供一种添加了磁性材料的无机耐高温干膜润滑剂及其使用方法，使得固体润滑膜的润滑耐磨性能大大提高，同时降低对于对摩面的划伤。

本发明所提供的干膜润滑剂成膜物质由固体润滑剂、耐磨添加剂、抗氧化剂、磁性添加剂、无机粘结基体组成，按重量百分比计，其组成和配比为：固体润滑剂10～50％，耐磨添加剂4～10％，分散剂0.2～5％，抗氧化剂2～6％，磁性添加剂0.5～2.5％，粘结基体35～80％。

固体润滑剂选用石墨、六方氮化硼以及二硫化钨的一种或几种，固体润滑剂颗粒平均粒径为6mm以下。二硫化钨在干燥和真空条件下的润滑性能优越，石墨在空气和潮湿环境下润滑性能较好，固体润滑剂的复配会产生较好的效果。六方氮化硼在中性还原气氛中，耐热到2000℃，在氮气和氩中使用温度可达2200℃，在氧气气氛中也可使用至900℃，可作高温固体润滑剂、挤压抗磨添加剂、生产陶瓷复合材料的添加剂、耐火材料和抗氧化添加剂。

分散剂选用OP-10、span-80、tween-20、聚乙二醇、聚乙烯醇缩甲醛以及聚乙烯醇缩丁醛等其中的一种或数种。

耐磨添加剂选用滑石粉、钛白粉、轻体碳酸钙、沉淀硫酸钡、碳酸镁、气相二氧化硅、氢氧化镁、氢氧化铝、氧化铝、蒙脱土、高岭土、氧化锆以及三氧化二钇中的一种或数种。选用的耐磨添加剂在添加前经过环氧树脂、有机硅树脂或者聚丙烯酸(酯)高分子材料的表面包覆处理。具体包覆工艺包括物理包覆和化学包覆。物理包覆是直接将耐磨添加剂分散于高分子材料的分散液中经过机械和超声分散。化学包覆是利用改性剂如硅烷、钛酸酯、铝酸酯等偶联剂，高级脂肪酸、有机铵等的官能团与无机离子表面发生化学反应，如氧化铝、二氧化硅等粒子表面含有多个羟基官能团，这些官能团通过与上述改性剂化学反应引入所需要的官能团，这些官能团再与高分子中的对应官能团发生反应，进而实现耐磨添加剂颗粒的高分子包覆。如在二氧化硅表面引入KH-550改性，反应之后引入KH-550分子结构中的NH₂—，而该NH₂—基团可以通过分别与环氧基和羧基反应，实现在颗粒表面分别包覆环氧树脂和聚丙烯酸(酯)树脂。高分子包覆耐磨添加剂之后，有效防止粒子聚集，有利于其在涂膜之中的均匀分散；同时由于高分子覆层硬度较低，使得耐磨添加剂的硬度适当降低，降低了硬质颗粒对于对摩面的划伤。本发明可选用两种包覆方式中的任一种。

抗氧化剂选用三氧化二锑或氧化铅。

磁性添加剂选用四氧化三铁、镍锌铜铁氧体、锰锌铁氧体和镁锌铁氧体中的一种或者数种。选用的四氧化三铁、镍锌铜铁氧体、锰锌铁氧体和镁锌铁氧体通过两次水热法制备得到，先采用碳酸钠作矿化剂，在碱性条件下进行第一次水热反应；再在酸性条件下进行第二次水热反应，形成单相铁氧体，其粒径均在100 nm以下。