[发明专利]含超支化聚硅氧烷减摩抗磨阻燃型环氧粘结固体润滑材料及制备和使用方法

说明书

本发明涉及一种含超支化聚硅氧烷减摩抗磨阻燃型环氧粘结固体润滑材料及制备和使用方法，以超支化聚硅磷酸酯作为环氧树脂的固化剂和改性剂，以二硫化钼(MoS₂)/石墨烯(rGO)复合粒子作为环氧涂层的固体润滑剂，将环氧树脂和超支化聚硅磷酸酯与复合粒子分散液按一定比例均匀混合，然后将其喷涂在金属基材表面形成薄膜，加热固化后即得环氧粘结固体润滑涂层。本发明所制备的环氧粘结固体润滑涂层具有优异的减摩抗磨性和阻燃性以及良好的耐热性和韧性等特点，且涂层制备工艺简单，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于复合涂层领域，涉及一种含超支化聚硅氧烷减摩抗磨阻燃型环氧粘结固体润滑材料及制备和使用方法。

背景技术

为了解决航空航天、核工业和电子机械等领域所存在的减摩、抗磨、阻燃性和耐热性等问题，粘结型固体润滑涂层为其提供了大量的解决方案。环氧树脂因其具有粘接强度高、稳定性好、机械强度高以及固化收缩率低等特性而被广泛应用于各个领域，但是，由于单一环氧涂层存在着耐热性、韧性、阻燃性和减摩抗磨性较差等问题，而限制了其应用，故而在实际应用中需要对其进行改性处理。

专利CN 110054965 A涉及一种改性氧化石墨烯共固化水性环氧树脂涂料及其制备方法，发明者采用硅烷偶联剂作为桥梁将氧化石墨烯与含铵根离子的改性剂连接起来作为水性环氧树脂的助固化剂，所得涂层的致密性、附着力以及耐化学药品性等均得到较大的改善。但是，在制备涂层时该方法需要较长的固化时间，这在实际应用中会受到很大的限制，并且氧化石墨烯的改性易破坏本身的结构，可能会降低涂层的力学性能。而超支化聚硅磷酸酯含有大量的伯胺、叔胺等活性官能团，其端基活性伯胺基可以直接参与树脂的固化交联反应，并且叔胺基在此反应中还能起到催化促进的作用，因此，超支化聚硅磷酸酯可替代环氧树脂的传统固化剂而达到高效的固化目的，同时，柔性链段和Si-O-C键的引入还可以增加环氧涂层的韧性和耐热性等特性，从而提高环氧涂层的力学性能。此外，这种超支化聚硅磷酸酯所含的硅、磷、氮等元素可产生协同阻燃作用，是一种高效的协同阻燃剂。该阻燃剂在气相、凝聚相及两相界面中均起到阻燃作用，从而赋予环氧树脂优异的阻燃性能。

在实际应用中，单一环氧涂层的减摩抗磨性能还达不到要求，而通过将其与固体润滑剂复合来制备环氧复合涂层是一种较好的解决方案。石墨烯(rGO)以其优异的减摩耐磨性以及机械强度而被广泛应用于摩擦领域，MoS₂也因其层状六方晶系结构，而具有优良的减摩耐磨性，并且它可以适用于高载荷、高低温等机械工作状态。在摩擦过程中，MoS₂与rGO能够相互协同，从而表现出更加优异的减摩抗磨性能，此外， MoS₂/rGO复合粒子能与超支化聚硅磷酸酯发挥软硬粒子协同作用，从而最大程度上提高环氧涂层的摩擦学性能，增强其在实际中的应用能力。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种含超支化聚硅氧烷减摩抗磨阻燃型环氧粘结固体润滑材料及制备和使用方法，解决单一环氧涂层所存在的减摩抗磨性、阻燃性、耐热性和韧性较差等问题，以增强环氧涂层在实际应用中的能力。

技术方案

一种含超支化聚硅氧烷减摩抗磨阻燃型环氧粘结固体润滑材料，其特征在于组份按质量分数计，1～50份MoS₂/rGO复合粒子、1～100份超支化聚硅磷酸酯、10～100份环氧树脂E-51和10～50份有机溶剂；其中，所述的超支化聚硅磷酸酯结构式为：