一种环氧树脂复合耐磨涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环氧树脂复合耐磨涂层及其制备方法，属于环氧树脂技术领域。本发明专利技术的耐磨涂层，由A组分、B组分和C组分组成，以重量份计：A组分包括100份环氧树脂、5‑15份增韧剂、5‑10份稀释、5‑10份碳纤维、2‑5份氧化锌、15‑30份复配耐磨助剂；B组分包括25‑50份环氧树脂固化剂、4‑8份环氧树脂促进剂、1‑3份纳米氮化钛、2‑4份氮化硼、1‑3份硅烷偶联剂、C组分包括10‑25份两亲性碳纳米点，复配耐磨助剂包括二硫化钼、氧化石墨烯、纳米聚酰亚胺微球、贝壳粉、聚四氟乙烯粉末、氯化石蜡、木质素和陶瓷颗粒。该耐磨涂层具有优异的耐磨性和热性能，抗泥沙性强，附着力好，综合力学性能好。

Epoxy resin composite abrasion resistant coating and preparation method thereof

The invention relates to an epoxy resin composite wear-resistant coating and a preparation method thereof, belonging to the technical field of epoxy resin. The wear-resistant coating of the present invention is composed of component A, component B and component C. By weight, component A includes 100 phr epoxy resin, 5 15 phr toughening agent, 5 10 phr dilution, 5 10 phr carbon fiber, 2 5 phr zinc oxide, 15 30 phr composite wear-resistant additive, and component B includes 25 50 phr epoxy resin curing agent and 4 8 phr epoxy resin accelerating agent. Ingredients, 1 3 parts of nano-titanium nitride, 2 4 parts of boron nitride, 1 3 parts of silane coupling agent and C component include 10 25 parts of amphiphilic carbon nanodots. Compound wear-resistant additives include molybdenum disulfide, graphene oxide, nano-polyimide microspheres, shell powder, polytetrafluoroethylene powder, chlorinated paraffin, lignin and ceramic particles. The wear-resistant coating has excellent wear resistance and thermal properties, strong resistance to sediment, good adhesion and comprehensive mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
一种环氧树脂复合耐磨涂层及其制备方法
本专利技术属于环氧树脂
，具体涉及一种环氧树脂复合耐磨涂层及其制备方法。
技术介绍
耐磨涂层在诸多领域承担着抗磨损、润滑的功能，如应用在机床上可提高机床的精度和使用寿命；在铁路系统中可提高机车的运行速度和延长使用寿命；应用于泥浆泵，选矿机件和水轮机叶片等水利机械部件表面，及在齿轮、气缸、轴承、高抛光的金属及木材和其它平板材料的表面，大幅度提高其耐磨性和使用寿命。环氧树脂固化物普遍具有优良的电绝缘性能、耐腐蚀性能和粘结性能等。与酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等热固性树脂相比，环氧树脂具有下列优异的性能：粘结性好、固化收缩小、电性能好、化学稳定性好、容易改性，用途广泛。但是由于其固化后交联密度高，造成内应力大、质脆，以及耐热性差、摩擦系数高等不足而限制了环氧树脂的进一步应用。近年来，较多科研工作者尝试着将纳米粒子用于聚合物摩擦性能的改善，非常低的添加量就能有效的降低聚合物的磨损率，并且通过对填料的处理，可以有效改变聚合物的摩擦系数和力学性能，但这种方法虽然提高环氧树脂的耐磨性，但其耐磨性能仍不理想。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种环氧树脂复合耐磨涂层及其制备方法。本专利技术解决上述技术问题采取的技术方案如下。环氧树脂复合耐磨涂层，由A组分、B组分和C组分组成，以重量份计：所述复配耐磨助剂由质量比为：(1.5-2):(2-3):(1-4):(2-2.5):(3-4):(5-6):(2-2.5):(2-4)的二硫化钼、氧化石墨烯、纳米聚酰亚胺微球、贝壳粉、聚四氟乙烯粉末、氯化石蜡、木质素和陶瓷颗粒；C组分：两亲性碳纳米点10-25份；所述两亲性碳纳米点的亲油基团占30％-70％。优选的，所述的环氧树脂为双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂、双酚F环氧树脂中一种或几种按任意配比混合。优选的，所述的环氧树脂固化剂为酸酐类固化剂、脂肪族胺类固化剂、芳香胺类固化剂中一种或几种按任意配比混合。优选的，所述环氧树脂促进剂为脂肪胺促进剂、酸酐促进剂、聚醚胺促进剂中一种或几种按任意配比混合。优选的，所述增塑剂为C5石油树脂、松香、增塑剂A、芳烃油或环烷油中的一种或多种。优选的，所述稀释剂为反应型环氧类稀释剂，更优选的，稀释剂为乙二醇二缩水甘油、丁二醇二缩水甘油醚或正丁基缩水甘油醚。优选的，所述碳纳米点的亲水基团为氨基、酰胺基、羧基、巯基和羟基中的一种或几种，亲油基团为烷烃基、烯烃基和芳香烃基中的一种或几种。本专利技术还提供上述环氧树脂复合耐磨涂层的制备方法，步骤如下：步骤一、按配比称取复配耐磨助剂的原料，先将二硫化钼、氧化石墨烯、纳米聚酰亚胺微球、贝壳粉、聚四氟乙烯粉末、木质素和陶瓷颗粒粉碎至50-70目，然后加入氯化石蜡混合均匀，得到复配耐磨助剂；步骤二、按配比称取A组分的原料，先将复配耐磨助剂、碳纤维和氧化锌搅拌混合均匀，然后加入中极性有机溶剂搅拌均匀，最后加入环氧树脂、增韧剂和稀释剂，搅拌混合均匀，封装；步骤三、按配比称取B组分的原料，将环氧树脂固化剂、环氧树脂促进剂、纳米氮化钛、氮化硼和硅烷偶联剂加入装有中极性有机溶剂的容器中，搅拌混合均匀，封装；步骤四、按配比称取C组分的原料，将两亲性碳纳米点溶于强极性有机溶剂中，搅拌均匀，封装；所述中极性有机溶剂为四氢呋喃，强极性有机溶剂为甲醇、乙醇或丙酮，A组分和B组分中的中极性有机溶剂的质量与C组分中的强极性有机溶剂的质量比为20:(4-6)。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的环氧树脂复合耐磨涂层具有优异的耐磨性，摩擦系数低，磨损量低，热性能好，附着力好，抗泥沙性强，综合力学性能好，经实验检测，该耐磨涂层的耐磨性好，摩擦系数为0.08-0.12，磨损量为0.0008g-0.0012g；耐热性好，600℃加热5h无起泡，未脱落，且对磨损量影响极小；弯曲强度为59Mpa-65Mpa，抗压强度为115Mpa-120Mpa；10MPa压力，60目石英砂，冲击2min，抗泥沙量为0.12g-0.15g。本专利技术提供的环氧树脂复合耐磨涂层的制备方法工艺简单，易操作。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术的环氧树脂复合耐磨涂层，由A组分、B组分和C组分组成，以重量份计：C组分：两亲性碳纳米点10-25份。本专利技术中，环氧树脂为基体树脂，可以为双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂、双酚F环氧树脂中一种或几种按任意配比混合。本专利技术中，环氧树脂固化剂为酸酐类固化剂、脂肪族胺类固化剂、芳香胺类固化剂中一种或几种按任意配比混合。酸酐类固化剂为顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、十二烯基琥珀酸酐、六氢苯二甲酸酐等；脂肪族胺类固化剂为乙二胺、二乙撑三胺、三乙撑四胺、苯二甲胺、聚酰胺650等；芳香胺类固化剂为间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜等。本专利技术中，环氧树脂促进剂为脂肪胺促进剂、酸酐促进剂、聚醚胺促进剂型中一种或几种按任意配比混合。脂肪胺促进剂如三乙醇胺；酸酐类促进剂如BDMA、CT-152x、DBU等；聚醚胺促进剂如EP-184。双酚A环氧树脂常采用DMP-30促进剂。本专利技术中，增塑剂为C5石油树脂、松香、增塑剂A、芳烃油或环烷油中的一种或多种。本专利技术中，稀释剂为反应型环氧类稀释剂，如乙二醇二缩水甘油、丁二醇二缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚等。本专利技术中，硅烷偶联剂常采用偶联剂KH-550。本专利技术中，碳纤维为短切碳纤维，氧化锌、纳米氮化钛和氮化硼的粒径为1-20微米。本专利技术中，复配耐磨助剂由质量比为：(1.5-2):(2-3):(1-4):(2-2.5):(3-4):(5-6):(2-2.5):(2-4)的二硫化钼、氧化石墨烯、纳米聚酰亚胺微球、贝壳粉、聚四氟乙烯粉末、氯化石蜡、木质素和陶瓷颗粒。该复配耐磨助剂协同效果优异，综合各耐磨剂的效果，且能够很好的融合在一起，既降低了摩擦系数，提高了材料自润滑性，又降低了磨损量，且保证材料的力学性能。本专利技术中，纳米氮化钛配合陶瓷颗粒，使陶瓷颗粒的效果更高，并提高材料的耐热性；氮化硼在材料高温摩擦时，能够有效地降低摩擦系数，减少摩擦热量的产生，即便在湿态也不受影响；且提高材料的耐磨性，能够保证材料在高温湿态下具有足够的强度、硬度来维持轴承的高速运转。本专利技术中，两亲性碳纳米点的亲油基团占30％-70％；碳纳米点的亲水基团为氨基、酰胺基、羧基、巯基和羟基中的一种或几种，亲油基团为烷烃基、烯烃基和芳香烃基中的一种或几种。两亲性碳点分散在强极性有机溶剂中，当与中极性有机溶剂接触，部分两亲性碳点形成碳纳米管，增强材料的耐磨性和耐热性；部分两亲性碳纳米点仍分散在体系中，当材料固化后，部分被环氧树脂粘合在涂层表面，由于其表面同时具备亲水和亲油基团，不论以水还是油为介质，都可以形成表面吸附层，避免相对摩擦，降低涂层的摩擦系数。本专利技术还提供上述环氧树脂复合耐磨涂层的制备方法，步骤如下：步骤一、按配比称取复配耐磨助剂的原料，先将二硫化钼、氧化石墨烯、纳米聚酰亚胺微球、贝壳粉、聚四氟乙烯粉末、木质素和陶瓷颗粒粉碎至50-70目，然后加入氯化石蜡混合均匀，得到复配耐磨助剂；其中，二硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.环氧树脂复合耐磨涂层，其特征在于，由A组分、B组分和C组分组成，以重量份计：

【技术特征摘要】
1.环氧树脂复合耐磨涂层，其特征在于，由A组分、B组分和C组分组成，以重量份计：所述复配耐磨助剂由质量比为：(1.5-2):(2-3):(1-4):(2-2.5):(3-4):(5-6):(2-2.5):(2-4)的二硫化钼、氧化石墨烯、纳米聚酰亚胺微球、贝壳粉、聚四氟乙烯粉末、氯化石蜡、木质素和陶瓷颗粒；所述两亲性碳纳米点的亲油基团占30％-70％。2.根据权利要求1所述的环氧树脂复合耐磨涂层，其特征在于，所述的环氧树脂为双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂、双酚F环氧树脂中一种或几种按任意配比混合。3.根据权利要求1所述的环氧树脂复合耐磨涂层，其特征在于，所述的环氧树脂固化剂为酸酐类固化剂、脂肪族胺类固化剂、芳香胺类固化剂中一种或几种按任意配比混合。4.根据权利要求1所述的环氧树脂复合耐磨涂层，其特征在于，所述环氧树脂促进剂为脂肪胺促进剂、酸酐促进剂、聚醚胺促进剂中一种或几种按任意配比混合。5.根据权利要求1所述的环氧树脂复合耐磨涂层，其特征在于，所述增塑剂为C5石油树脂、松香、增塑剂A、芳烃油或环烷油中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的环氧树脂复合耐磨涂层，其特征在于，所述稀释剂为乙二醇二缩水甘油、丁二醇二缩水...

【专利技术属性】
技术研发人员：林耀伟，胡江磊，贾远华，赵金龙，
申请(专利权)人：启东海大聚龙新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32