一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层，以质量分数计，包括以下组分：6～12份三氧化二铝；5～15份无水乙醇；0.1～1份聚乙烯吡络烷酮；4～10份石墨粉；5～15份短切碳纤维材料；0.5～1.8份去泡剂；95～105份环氧树脂；28～38份环氧固化剂，还公开了该低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层的制备方法，本发明专利技术适用于固体润滑材料技术领域，制备条件温和、工艺简单、经济性好、易于制备大规模高耐磨自润滑涂层，应用范围广泛。应用范围广泛。应用范围广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于固体润滑材料
，具体是一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，由于油气管道长期处于地下，导致管道外壁必然会受到外界空气、土壤、水等的侵蚀，同时管道内壁也会受输送介质的腐蚀。当周围腐蚀介质中含有SO2、CO2、H2S及Cl
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离子等腐蚀性化学驱油井液时，会产生非常严重的化学/电化学腐蚀。与此同时，输油管的偏磨、腐蚀会对地面装置及管路带来非常严重的危害且造成不可逆后果，因此导致生产中断、冒油、跑油、漏油甚至发生燃烧、爆炸等安全事故，不仅导致巨大的直接经济损失，而且会危害人身安全、污染环境，成为困扰油气生产的重要难题。
[0003]现有技术中，CN103013284A公开了一种天然气管道用减阻耐磨防腐水性环氧涂料及其制备方法，通过将氧化铁红、磷酸锌、硅微粉以及低含量VOC的水性环氧树脂混合制备具有一定耐磨、防腐蚀的涂料；CN106543892A公开了一种管材的防腐耐磨涂层，通过有机硅树脂与聚氨酯混合作为母体，加入三氧化二铝、二氧化铜、炭黑进行添加改性，制备出管材在使用中不易划伤，延长使用寿命的涂层；CN107779043A公开了一种数控机床刀具专用的耐磨涂层，通过纳米级三氧化二铝和纳米级氧化镁混合后与环氧树脂中进行纳米尺度调控，制备出具有很强耐磨性能的涂层。但是以上专利中涂层添料中的力学增强相和摩擦润滑相不能发挥良好的协同效应，只是从控制涂层硬度或者低摩擦系数的单一角度制备所谓耐磨、防腐蚀涂层，缺乏微观调控性以及系统性，且操作复杂、耐磨损耐腐蚀不明显、成本高、使用中事故频发等不同的缺点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层，以质量分数计，包括以下组分：
[0007]6～12份三氧化二铝；
[0008]5～15份无水乙醇；
[0009]0.1～1份聚乙烯吡络烷酮；
[0010]4～10份石墨粉；
[0011]5～15份短切碳纤维材料；
[0012]0.5～1.8份去泡剂；
[0013]95～105份环氧树脂；
[0014]28～38份环氧固化剂。
[0015]还公开了一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层制备方法，包括以下步骤：
[0016]步骤1：制备预处理纳米级三氧化二铝；
[0017]步骤2：制备三氧化二铝/环氧树脂分散液；
[0018]步骤3：制备低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层。
[0019]优选的，所述步骤1中，制备预处理纳米级三氧化二铝，包括：
[0020]将配方量三氧化二铝加入配方量无水乙醇溶液中，混合溶液中加入配方量聚乙烯吡络烷酮超声至混合均匀得溶液Ⅰ。
[0021]优选的，所述步骤2中，制备三氧化二铝/环氧树脂分散液，包括：
[0022]将配方量环氧树脂加入到溶液Ⅰ中，超声分散搅拌至均匀，油浴锅中加热搅拌去除无水乙醇得溶液Ⅱ，溶液Ⅱ研磨至溶液内部颗粒无团聚得溶液Ⅲ。
[0023]优选的，所述步骤3中，制备低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层，包括：将配方量石墨粉、配方量短切碳纤维材料加入溶液Ⅲ中，机械搅拌均匀得溶液Ⅳ，向溶液Ⅳ中加入去泡剂和环氧固化剂搅拌均匀，固化成型后，得到该低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层。
[0024]优选的，所述溶液Ⅰ为三氧化二铝在乙醇中的悬浮液。
[0025]优选的，所述溶液Ⅱ为三氧化二铝在环氧树脂中的悬浮液。
[0026]优选的，所述溶液Ⅲ为已在环氧树脂中分散良好的三氧化二铝悬浮液。
[0027]优选的，所述去泡剂型号为BYK～066N。
[0028]优选的，所述环氧固化剂为E51双酚A型固化剂。
[0029]优选的，所述步骤3中，固化成型条件为先23～27℃固化20～30h，后温度为110～150℃，固化3～5小时。
[0030]优选的，所述步骤3中，低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层厚度为800～1000um。
[0031]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0032]本专利技术中，通过各填料间相互协同效应，三氧化二铝充当涂层力学骨架及摩擦滚珠效应，即阻止裂纹的传播与扩散和滑动摩擦转滚动摩擦，保证涂层具有良好的受力整体性能；短切碳纤维材料对涂层可以起到进一步增强增模作用，但是由于纤维尖端不断磨损、脆化及破裂对涂层的磨损会造成不利影响，导致划痕受力不均匀犁沟凸显；因此石墨粉的添加可以对划痕起到修复及填补效益，防止纤维尖端暴露在涂层上表面，避免严重的磨损，此外，石墨由于层间较弱的范德华力，使得其片层间可以轻易滑动，保证涂层具有连续降低摩擦系数功能，延长摩擦稳定阶段，在摩擦副间形成良好的摩擦转移膜，此外，该涂层中材料的添加量少，同时可以保证涂层具有突出的减摩耐疲劳和抗磨损性能，实现了低添加含量并赋予环氧树脂复合涂层优异减摩抗磨性能。
[0033]本专利技术中，制备条件温和、工艺简单、经济性好、易于制备大规模高耐磨自润滑涂层，应用范围广泛。
附图说明
[0034]图1是本专利技术一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层制备方法的流程图；
[0035]图2是本专利技术实施例7中拉伸断口的扫描电子显微镜形貌图；
[0036]图3是本专利技术实施例8中拉伸断口的扫描电子显微镜形貌图；
[0037]图4是本专利技术实施例7中涂层的常温干态下划痕表面形貌图；
[0038]图5是本专利技术实施例8中涂层的常温干态下划痕表面形貌图。
具体实施方式
[0039]以下结合附图1
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5，进一步说明本专利技术一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层及其制备方法的具体实施方式。本专利技术一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层及其制备方法不限于以下实施例的描述。
[0040]实施例1：
[0041]本实施例给出一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层的具体实施方式，以质量分数计，包括以下组分：
[0042]6份三氧化二铝；
[0043]5份无水乙醇；
[0044]0.1份聚乙烯吡络烷酮；
[0045]4份石墨粉；
[0046]5份短切碳纤维材料；
[0047]0.5份去泡剂；
[0048]95份环氧树脂；
[0049]28份环氧固化剂。
[0050]实施例2：
[0051]本实施例给出一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层的具体实施方式，以质量分数计，包括以下组分：
[0052]9份三氧化二铝；
[0053]10份无水乙醇；
[0054]0.5份聚乙烯吡络烷酮；
[0055]7份石墨粉；
[0056]10份短切碳纤维材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层，其特征在于，以质量分数计，包括以下组分：6～12份三氧化二铝；5～15份无水乙醇；0.1～1份聚乙烯吡络烷酮；4～10份石墨粉；5～15份短切碳纤维材料；0.5～1.8份去泡剂；95～105份环氧树脂；28～38份环氧固化剂。2.一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：制备预处理纳米级三氧化二铝；步骤2：制备三氧化二铝/环氧树脂分散液；步骤3：制备低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层。3.如权利要求2所述的一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层制备方法，其特征在于，所述步骤1中，制备预处理纳米级三氧化二铝，包括：将配方量三氧化二铝加入配方量无水乙醇溶液中，混合溶液中加入配方量聚乙烯吡络烷酮超声至混合均匀得溶液Ⅰ。4.如权利要求2所述的一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层制备方法，其特征在于，所述步骤2中，制备三氧化二铝/环氧树脂分散液，包括：将配方量环氧树脂加入到溶液Ⅰ中，超声分散搅拌至均匀，油浴锅中加热搅拌去除无水乙醇得溶液Ⅱ，溶液Ⅱ研磨至溶液内部颗粒无团聚得溶液Ⅲ。5.如权利要求2所述的一种低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层制备方法，其特征在于，所述步骤3中，制备低摩擦耐磨损环氧树脂基复合涂层，包括：将配方量石墨粉、配方量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，张中慧，田经玮，唐倩雯，智勤功，咸贵军，付增，郝丽伟，费秀英，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：