CN107384535A

CN107384535A - 一种固体润滑膜及其制备方法

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Publication number: CN107384535A
Application number: CN201710505931.0A
Authority: CN
Inventors: 吴凤秋; 张保法; 王秀飞
Original assignee: BEIJING YOUCAI BAIMU AVIATION EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: BEIJING YOUCAI BAIMU AVIATION EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2017-11-24

Abstract

本发明公开了一种固体润滑膜，其特征在于该固体润滑膜由以下重量百分比的组分组成：固体润滑剂36％‑75％、滑石粉10％‑30％、粘接剂10％‑30％、改良剂5‑20％、固化剂1％‑5％；固体润滑剂由石墨、氮化硼、二硫化钼中的至少两种组成；改良剂为轻质氧化镁，粘接剂为酚醛树脂，所述的固化剂为乌洛托品；本发明同时公开了该固体润滑膜制备方法，本方案使用酚醛树脂作为载体，聚乙二醇200作为分散剂具有很好的润湿作用，通过添加二硫化钼、石墨、氮化硼、滑石粉等形成梯度润滑的特点基础上，加入了轻质氧化镁，使其具有耐高温和耐低温的性能，还具有抗腐蚀性和良好的导热性，同时具备较好的填充性能、较高的活性和吸附能力以及无毒、无害等诸多独特性能。

Description

一种固体润滑膜及其制备方法

技术领域

本发明专利涉及固体润滑技术领域，尤其涉及一种耐高温固体润滑膜。

背景技术

干膜润滑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运动的摩擦表面上起耐磨、润滑、防护作用的一种技术，形成干态固体润滑干膜的材料称为干膜润滑剂。干膜润滑剂形成的干膜可以在干摩擦条件下起到固体润滑作用，也可与润滑油、脂、膏共用，同时还兼有防腐保护膜的作用，广泛应用于航空、航天、机械、交通、石化、建筑、船舶、电子等工业部门的摩擦零件。

干膜润滑剂多采用类似于涂料的高分子粘结剂，将高分子树脂溶解于有机溶剂，添加固体润滑剂、耐磨添加剂、抗氧化剂等，并进行搅拌混合均匀后，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10-80m厚的涂层，经一定温度固化形成干膜。

常规干膜润滑剂具有有机挥发物或高温固化等弊端。环境友好型涂料通常指对生态环境不构成危害，对人类健康不产生负面影响的涂料，也称绿色涂料，主要包括水性涂料、高固体分涂料、粉末涂料以及辐射固化涂料等。环境友好型涂料避免了环境污染和能源浪费等弊端。

公开号CN 1120579A公开了单组分长效干膜润滑剂，该润滑剂以环氧树脂为粘接剂，二硫化钼为固体润滑剂，该润滑剂有较好的润滑、抗蚀、抗冲刷、耐油、耐湿等特点，并且在飞机某部件使用1000小时后还能有效润滑。公开号CN101302459A公开了一种转化型有机粘结干膜润滑剂及其制备方法。该固体润滑干膜，与金属结合力好、防锈润滑寿命长、干燥快、使用方便、成本低，涂膜可耐200℃高温。公开号101492630A公开了一种干膜润滑及及其使用方法。该干膜润滑剂不合有机挥发物，制备条件温和；使用温度范围在-20-250℃，尤其适用于塑料与合金等热敏性基材零部件的润滑耐磨涂覆，适用于无油润滑，零部件的跑合，高/低温等滑动部件与微震动磨损部件的润滑耐磨涂层。上述三种涂层由于耐温性比较低，不适合于温度较高环境下的零部件的润滑。

公开号CN1450153A公开了水性环氧粘结干膜润滑剂。该润滑剂的主要特点是常温固化，并且具有低污染、长寿命的特点。但是制作过程比较复杂，粒度要求也比较高。公开号CN101838576A公开了一种改性环氧树脂干膜润滑剂及其制备方法，该润滑膜的特点是使用改性环氧树脂，有机挥发物排放量低，摩擦学性能、强度、韧性、耐候性、耐蚀性等综合性能好，工艺制备简单。上述两个专利虽然有一定的环保性，但是对材料的要求比价高，制作工序相对复杂，耐温性也比较低。

公开号CN 102851104A公开了一种耐高温固体润滑膜涂层。其各个成分的含量具体如下：基料409-609；固体膜润滑剂259-459；填料39-159；混合溶剂40ml-70ml；具有耐高温、磨损寿命长、润滑效果好、耐磨性强、防锈能力好等优点。但是，该润滑剂长期使用温度为500℃，不适用于500℃以上的零部件的使用。公开号CN104403739A公开了一种高温干膜润滑剂。主要组成为石墨微粉、六方结构氮化硼、乙醇、酚醛树脂、乌洛托品、磷酸、非离子表面活性剂等。该高温润滑剂经充分混合后涂刷在模具表面，经200℃-250℃固化处理后，可有较好的粘附效果，可用于高温800情况下的润滑。但对于防锈和高温长期使用效果未知。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的是要提供一种固体润滑膜及其制备方法，该方法制备的固体润滑膜解决了以往的固体润滑膜使用温度低的问题，该固体润滑膜能在600℃的大气环境下长期工作，该润滑膜润滑性能好，耐磨损，耐高温，抗腐蚀，生产工艺简单，环保性好，生产成本低。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种固体润滑膜，其特征在于该固体润滑膜由以下重量百分比的组分组成：固体润滑剂36％-75％、滑石粉10％-30％、粘接剂10％-30％、改良剂5-20％、固化剂1％-5％；

其中，所述固体润滑剂由石墨、氮化硼、二硫化钼中的至少两种组成；

进一步地，所述改良剂为轻质氧化镁。

进一步地，所述的固体润滑剂由以下组分组成：石墨30％-50％、氮化硼1％-10％、二硫化钼5％-15％。

进一步地，所述的粘接剂为酚醛树脂，所述的固化剂为乌洛托品。

进一步地，该固体润滑膜由以下重量百分比的组分组成：石墨40％、氮化硼5％、二硫化钼10％、滑石粉15％、酚醛树脂20％、轻质氧化镁8％、乌洛托品2％。

进一步地，所述的石墨、氮化硼、二硫化钼、轻质氧化镁、滑石粉的平均粒径≤50μm。

本发明同时公开了一种如上所述的固体润滑膜制备方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤：

A：按照重量百分比准备平均粒径≤50μm的固体润滑剂36％-75％、滑石粉10％-30％、改良剂5-20％，并准备粘接剂10％-30％、固化剂1％-5％，其中，固体润滑剂由石墨30％-50％、氮化硼1％-10％、二硫化钼5％-15％组成，将粘接剂以每克10-20ml的比例溶解于无水乙醇中，得粘接液；将固化剂以每克1-5ml比例溶解于水中，得固化液；而后将固体润滑剂、滑石粉、改良剂与粘接液和固化液混合并搅拌均匀，得初级混合物；

B：将步骤A中得到的初级混合物中加入聚乙二醇200，加入的聚乙二醇200与无水乙醇的比例为100∶5-15，而后搅拌均匀后，以涂刷或浸泡方式分布在金属零部件表面，再经过200-300℃，1-3小时固化后，形成金属零部件表面的固体润滑膜。

进一步地，所述步骤B中聚乙二醇200与无水乙醇的比例为100∶10，固化温度250℃，固化时间2小时。

与现有技术相比，本发明提供的固体润滑膜及其制备方法的特点如下：在使用酚醛树脂作为载体，聚乙二醇200作为分散剂具有很好的润湿作用，通过添加二硫化钼、石墨、氮化硼、滑石粉等形成梯度润滑的特点基础上，加入了5-20％轻质氧化镁。使其具有耐高温和耐低温的性能，这里，轻质氧化镁不仅具有极强的耐高低温特性(耐高温达到2500℃，耐低温低至-270℃)，还具有抗腐蚀性和良好的导热性，同时具备较好的填充性能、较高的活性和吸附能力以及无毒、无害等诸多独特性能。本发明中5-20％轻质氧化镁的加入在确保润滑膜润滑性能的基础上，不仅提高了润滑膜致密性和流变性，保证了润滑膜与基体的结合强度，而且增强了润滑膜的抗腐蚀性，5-20％轻质氧化镁的加入使该润滑膜在保证低温润滑性能的基础上，其在高温下的润滑稳定性提高了50％-70％。本发明提供的固体润滑膜可以直接使用在金属零部件表面，无须防锈处理，在600℃大气环境下保持5小时，润滑膜无脱落，完整性较好，二硫化钼、石墨、氮化硼、滑石粉的调配加入，根据各组成的耐温值不同，形成梯度润滑的特点，在不同使用温度条件下体现不同的材质的最优润滑特性，使其有效润滑温度范围更加宽，同时，对环境没有二次污染，满足环保要求，尤其适用于高铁零部件的润滑。

目前的固体润滑材料中，公开号CN105132100A公开了一种耐高温固体润滑膜由以下组分组成：石墨20-50％，氮化硼1-10％，二硫化钼5-15％，高岭土1-10％，滑石粉10-25％，酚醛树脂10-30％，乌洛托品1-5％，其中，酚醛树脂按每克10-20ml的比例溶解于无水乙醇中，乌洛托品按每克1-5ml比例溶解于水中。将上述组分搅拌均匀后，加入与无水乙醇体积比为5-15∶100聚乙二醇200，继续搅拌均匀后，以涂刷或浸泡方式分布在金属零部件表面，经过150-300℃，1-3h固化后，形成固体润滑膜。该润滑膜与金属零部件表面结合较好，无裂纹及剥离现象，具有润滑性能好，耐磨损，耐高温的特点，尤其适用于高温下(600℃)的金属零部件的润滑。但是耐腐蚀性，环保性以及600℃长期耐高温效果比较差，适用范围有局限性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步说明。

实施例一：

一种固体润滑膜，由以下重量百分比的组分组成：石墨30％、氮化硼10％、二硫化钼5％、滑石粉24％、酚醛树脂10％、轻质氧化镁20％、乌洛托品1％；所述的石墨、氮化硼、二硫化钼、轻质氧化镁、滑石粉的平均粒径≤50μm。

本实施例同时公开了一种如上所述的固体润滑膜制备方法，包括如下步骤：A、按照重量百分比准备平均粒径≤50μm的石墨30％、氮化硼10％、二硫化钼5％、滑石粉24％、轻质氧化镁20％，并准备酚醛树脂10％、乌洛托品1％，将酚醛树脂以每克10ml的比例溶解于无水乙醇中，得粘接液；将乌洛托品以每克1ml比例溶解于水中，得固化液；而后将石墨、氮化硼、二硫化钼、滑石粉、轻质氧化镁与粘接液和固化液混合并搅拌均匀，得初级混合物；B、将步骤A中得到的初级混合物中加入聚乙二醇200，加入的聚乙二醇200与无水乙醇的比例为100∶5，而后搅拌均匀后，以涂刷或浸泡方式分布在金属零部件表面，再经过300℃，1小时固化后，形成金属零部件表面的固体润滑膜。

实施例二：

一种固体润滑膜，由以下重量百分比的组分组成：石墨50％、氮化硼1％、二硫化钼15％、滑石粉10％、酚醛树脂14％、轻质氧化镁5％、乌洛托品5％；所述的石墨、氮化硼、二硫化钼、轻质氧化镁、滑石粉的平均粒径≤50μm。

本实施例同时公开了一种如上所述的固体润滑膜制备方法，包括如下步骤：A、按照重量百分比准备平均粒径≤50μm的石墨50％、氮化硼1％、二硫化钼15％、滑石粉10％、轻质氧化镁5％，并准备酚醛树脂14％、乌洛托品5％，将酚醛树脂以每克20ml的比例溶解于无水乙醇中，得粘接液；将乌洛托品以每克5ml比例溶解于水中，得固化液；而后将石墨、氮化硼、二硫化钼、滑石粉、轻质氧化镁与粘接液和固化液混合并搅拌均匀，得初级混合物；B、将步骤A中得到的初级混合物中加入聚乙二醇200，加入的聚乙二醇200与无水乙醇的比例为100∶15，而后搅拌均匀后，以涂刷或浸泡方式分布在金属零部件表面，再经过200℃，3小时固化后，形成金属零部件表面的固体润滑膜。

实施例三：

一种固体润滑膜，由以下重量百分比的组分组成：石墨40％、氮化硼5％、二硫化钼10％、滑石粉15％、酚醛树脂20％、轻质氧化镁8％、乌洛托品2％；所述的石墨、氮化硼、二硫化钼、轻质氧化镁、滑石粉的平均粒径≤50μm。

本实施例同时公开了一种如上所述的固体润滑膜制备方法，包括如下步骤：A、按照重量百分比准备平均粒径≤50μm的石墨40％、氮化硼5％、二硫化钼10％、滑石粉15％、轻质氧化镁8％，并准备酚醛树脂20％、乌洛托品2％，将酚醛树脂以每克15ml的比例溶解于无水乙醇中，得粘接液；将乌洛托品以每克3ml比例溶解于水中，得固化液；而后将石墨、氮化硼、二硫化钼、滑石粉、轻质氧化镁与粘接液和固化液混合并搅拌均匀，得初级混合物；B、将步骤A中得到的初级混合物中加入聚乙二醇200，加入的聚乙二醇200与无水乙醇的比例为100∶10，而后搅拌均匀后，以涂刷或浸泡方式分布在金属零部件表面，再经过250℃，2小时烘烤固化后，形成金属零部件表面的固体润滑膜。

经试验证实，采用上述技术方案制备的固体润滑膜可以直接使用在金属零部件表面，无须防锈处理，在600℃大气环境下保持5小时，润滑膜无脱落，完整性较好，环保性好；尤其适用于高铁用零部件的润滑。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种固体润滑膜，其特征在于该固体润滑膜由以下重量百分比的组分组成：固体润滑剂36％-75％、滑石粉10％-30％、粘接剂10％-30％、改良剂5-20％、固化剂1％-5％；

所述改良剂为轻质氧化镁。

2.根据权利要求1所述的一种固体润滑膜，其特征在于：所述的固体润滑剂由以下重量百分比的组分组成：石墨30％-50％、氮化硼1％-10％、二硫化钼5％-15％。

3.根据权利要求1所述的一种固体润滑膜，其特征在于：所述的粘接剂为酚醛树脂，所述的固化剂为乌洛托品。

4.根据权利要求3所述的一种固体润滑膜，其特征在于：该固体润滑膜由以下重量百分比的组分组成：石墨40％、氮化硼5％、二硫化钼10％、滑石粉15％、酚醛树脂20％、轻质氧化镁8％、乌洛托品2％。

5.根据权利要求1或4所述的一种固体润滑膜，其特征在于：所述的石墨、氮化硼、二硫化钼、轻质氧化镁、滑石粉的平均粒径≤50μm。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的固体润滑膜制备方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种固体润滑膜制备方法，其特征在于：所述步骤B中聚乙二醇200与无水乙醇的比例为100∶10，固化温度250℃，固化时间2小时。