一种自润滑耐磨涂层制造技术

本发明专利技术公开了一种自润滑耐磨涂层及其制备工艺，包括铝合金基体和涂层，所述涂层包括有机涂料、金属涂料，所述铝合金基底上方涂有一层金属涂料，所述金属涂料上方涂有一层所述有机涂料，所述有机涂料包括主涂料和固化剂，所述主涂料包括环氧树脂、醇酸树脂、pH调节剂、分散剂、抗氧化剂，所述金属涂料包括银、锌、锡，所述固化剂为三甲基二元胺、三乙烯四胺、对甲苯磺酸。本申请使用金属涂层和有机涂层进行配合使用制备成复合涂层，能够增加铝合金基底的各方面性能，银、锡和锌进行一定的比例的配合，并且对工艺进行一定的改变极大地提高了涂层的耐磨程度，不并且还具有了一定的自润滑能力。力。

【技术实现步骤摘要】
一种自润滑耐磨涂层


[0001]本专利技术涉及铝合金涂层
，具体为一种自润滑耐磨涂层。

技术介绍

[0002]铝合金是以铝为主要的原料通过加入适量的其他金属制备而成的合金，是常见的轻金属材料，由于其密度较低、机械性能较强，以及良好的导电性和抗腐蚀性在航空航天、船用行业、化工行业和金属包装行业中具有广泛的应用。
[0003]涂层的功能因使用的涂层材料而异，涂层按照功能分类，可一般分为耐磨、抗老化、抗腐蚀功能等，以单一的铝合金作为基底，为了增加其润滑性能，往往需要加入大量的固体润滑剂，固体润滑剂主要成分是多种软金属的混合，将其进行喷涂，但是使用传统的工艺进行喷涂得到的涂层在长时间使用的情况下会出现裂缝，进而导致金属涂层脱落，因此专利技术一种自润滑耐磨涂层及其制备工艺就显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种自润滑耐磨涂层及其制备工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种自润滑耐磨涂层，包括铝合金基体和涂层，所述涂层包括有机涂料、金属涂料，所述铝合金基底上方涂有一层金属涂料，所述金属涂料上方涂有一层所述有机涂料，所述有机涂料包括主涂料和固化剂，所述主涂料各组分原料如下，按重量份数计，包括环氧树脂20
‑
25份、醇酸树脂5
‑
7份、pH调节剂0.2
‑
0.3份、分散剂0.2
‑
0.3份、抗氧化剂0.1
‑
0.3份，所述金属涂料包括银、锌、锡，所述固化剂为三甲基二元胺、三乙烯四胺、对甲苯磺酸。
[0006]进一步的，所述抗氧化剂为2,6
‑
二叔丁基对甲酚和亚磷酸酯的混合物。
[0007]进一步的，所述醇酸树脂由月桂酸、蓖麻油、三羟甲基丙烷和甘油制备而成。
[0008]进一步的，所述pH调节剂为盐酸。
[0009]进一步的，所述金属涂料中银、锌、锡的质量比为3
‑
3.5:1:1。
[0010]一种自润滑耐磨涂层的制备方法，步骤如下，（1）将金属银、锡、锌粉碎，得到银粉、锡粉和锌粉，将得到的锡和银粉混合球磨，进行冷焊，得到复合冷焊粉，将复合冷焊粉进行球磨，加入锌粉，进行球磨，得到金属涂料；（2）将三羟甲基丙烷与月桂酸混合，加入甘油和二甲苯，搅拌均匀后通入保护气体，加热，加入邻苯二甲酸酐和对甲苯磺酸，加热，反应结束后降温，继续加入二甲苯，加入蓖麻油，继续降温，加入碱液调节pH，得到混合物A；（3）将环氧树脂加热，加入混合物A、抗氧化剂和分散剂，搅拌均匀后加入pH调节剂，调节pH，得到主涂料；（4）将主涂料和固化剂混合，得到有机涂料；（5）将金属涂料喷附在铝合金基体表面，将有机涂料涂敷在金属涂料的上表面，加
热固化，得到耐磨涂层。
[0011]进一步的，具体步骤如下，（1）将金属银、锡、锌粉碎，得到银粉、锡粉和锌粉，将得到的锡和银粉混合球磨，进行冷焊，得到复合冷焊粉，将复合冷焊粉进行球磨，球磨时间为24
‑
25h，加入锌粉，进行球磨，球磨时间为7
‑
8h，得到金属涂料；本申请使用银、锡、锌进行一定的比例配合使用，银金属质地脚软作为润滑剂使用，能够使用低温、真空以及强辐射的环境下使用，并且其重量较轻维护费用也相对较低，具有广泛的应用，缺陷在于其抗摩擦能力较低，本申请先将锡和银粉按照质量比的进行混合，球磨冷焊，得到的冷汗粉末继续进行球磨，时间为24
‑
25h，球的重量与粉末的重量之比为17
‑
18:1，在经过长时间的球磨能够使锡和银之间混合的更加均匀，并且还能够增加锡和银分子间的密集程度，能够避免银粉发生自身的聚集，进而造成涂层面断裂的现象发生。
[0012]本申请向经过24
‑
25h球磨后的冷汗粉末中加入规定质量的锌粉，进而提高金属涂料的润滑性能，并且限定球磨时间为7
‑
8h，球的重量与粉末重量之比为13
‑
15:1，进而保证了冷焊粉末与锌粉的混合程度，进而保证了银的分散程度，进而在铝合金基体表面的金属涂层中银粉末产生富集区，并且在富集区中银粉的分布更加的均匀，能够有效的抑制裂纹的产生，增加了耐磨程度，降低了磨损率。
[0013]（2）将三羟甲基丙烷与月桂酸混合，加入甘油和二甲苯，搅拌均匀后通入保护气体，加热，温度为120℃，加入邻苯二甲酸酐和对甲苯磺酸，加热，温度为240
‑
260℃，反应时间为1
‑
2h，反应结束后降温，温度为150℃，继续加入二甲苯，加入蓖麻油，继续降温，加入碱液调节pH，得到混合物A；本申请使用的固体润滑剂主体是银粉，由于银粉的自身特性，在高温的环境下的润滑效果并不理想，因此本申请通过使用三羟甲基丙烷与月桂酸进行反应生成醇酸树脂，一方面醇酸树脂具有一定的耐水性，将其与环氧树脂混合，制备成有机涂料能够增加涂层在高温环境下的润滑性能 并具有一定的抗水性能，醇酸树脂还具有较为优异的粘结性，能够增加有机涂层和金属涂层的黏合程度，本申请使用的银粉质地较软，而银粉末的比重占金属涂层的大部分，导致金属涂层硬度较低，本申请将醇酸树脂与环氧树脂结合能够在硬度方面进行一定的改善。
[0014]本申请还加入了了蓖麻油将醇酸树脂制备成不干性油醇酸树脂，进而能够进一步提高了涂料的防水和抗化学性能力，但是由于其不能成膜因此必须要和环氧树脂混合使用，蓖麻油的加入还能够增加金属涂层的导热性能，增加了整体涂层在高温环境下的润滑效果。
[0015]（3）将环氧树脂加热，加入混合物A、抗氧化剂和分散剂，搅拌均匀后加入pH调节剂，调节pH，得到主涂料；（4）将主涂料和固化剂按照质量比的2
‑
3:1进行混合，得到有机涂料；（5）将金属涂料喷附在铝合金基体表面，将有机涂料涂敷在金属涂料的上表面，加热固化，得到耐磨涂层。
[0016]进一步的，步骤（2）中加入的月桂酸与三羟甲基丙烷和邻苯二甲酸酐的质量比为1:0.6
‑
0.67:1.4
‑
1.45。
[0017]在制备醇酸树脂时需要对加入的原料进行限定，本申请限定加入的月桂酸与三羟
甲基丙烷和邻苯二甲酸酐的质量比，原因在与如果加入的月桂酸过多或过少会导致产物的分子量变化，多元醇和邻苯二甲酸酐会影响产物的酸度，因此需要对其进行一定的限制，当加入的月桂酸与三羟甲基丙烷和邻苯二甲酸酐的质量比为1:0.6
‑
0.67:1.4
‑
1.45最佳，月桂酸对金属也有一定的腐蚀作用，月桂酸剩余过多会导致金属腐蚀，但是少量的残留可以在金属表面形成金属盐膜，也能够提高涂层的综合性能。
[0018]进一步的，步骤（2）中加入的对甲苯磺酸与三羟甲基丙烷的质量比为3.18
‑
3.27:1。
[0019]进一步的，步骤（1）中，对冷焊粉末进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自润滑耐磨涂层，包括铝合金基体和涂层，所述涂层包括有机涂料、金属涂料，所述铝合金基底上方涂有一层金属涂料，所述金属涂料上方涂有一层所述有机涂料，所述有机涂料包括主涂料和固化剂，所述主涂料各组分原料如下，按重量份数计，包括环氧树脂25份、醇酸树脂7份、pH调节剂0.3份、分散剂0.3份、抗氧化剂0.3份，所述金属涂料包括银、锌、锡，所述固化剂为三甲基二元胺、三乙烯四胺、对甲苯磺酸；所述抗氧化剂为2,6
‑
二叔丁基对甲酚和亚磷酸酯的混合物；所述醇酸树脂由月桂酸、蓖麻油、三羟甲基丙烷和甘油制备而成；所述pH调节剂为盐酸；所述金属涂料中银、锌、锡的质量比为3.5:1:1；所述自润滑耐磨涂层的制备方法，包括以下具体步骤：（1）将金属银、锡、锌粉碎，得到银粉、锡粉和锌粉，将得到的锡和银粉混合球磨，进行冷焊，得到复合冷焊粉，将复合冷焊粉进行球磨，球磨时间为25h，球的重量与粉末...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓东，
申请(专利权)人：刘晓东，
类型：发明
国别省市：