本發明專利技術是公開了一種用于抽芯鉚釘潤滑與防護的高性能固體潤滑涂料，是以環氧樹脂與酚醛樹脂在混合溶劑中交聯形成的交聯樹脂體系為基礎樹脂，與潤滑劑、功能填料、潤濕分散劑通過研磨混合即得。本發明專利技術從分子結構入手設計樹脂體系的微觀結構，使樹脂的彈性模量和力學性能達到最佳；在涂料中加入了BYK潤濕分散劑，并通過優化潤濕分散劑的比例控制填料與樹脂的界面結合，在保證涂層性能基礎上通過調整浸涂時間和浸涂預固化溫度保證工藝可操作性，滿足抽芯鉚釘使用需求；涂層采用浸涂及中溫二次固化，提高了涂層與金屬底材的結合力、耐磨壽命和承載能力，解決了抽芯鉚釘在使用過程中磨損腐蝕和力矩失效等問題。腐蝕和力矩失效等問題。
【技術實現步驟摘要】
一種用于抽芯鉚釘潤滑與防護的高性能固體潤滑涂料及其涂層的制備
[0001]本專利技術涉及一種用于抽芯鉚釘潤滑與防護的固體潤滑涂料，尤其涉及一種利用酚醛樹脂改性的交聯環氧樹脂為基礎樹脂的潤滑涂料及其涂層的制備方法，屬于復合材料
和緊固件表面防護
技術介紹
[0002]目前，飛機結構件采用的主要連接方法仍是機械連接，一架飛機上裝有幾十萬甚至二、三百萬個鉚釘和螺栓。而抽芯鉚釘作為結構連接的一種鉚接方式，是一種適用于單面鉚接的鉚釘，其具有可靠性高，連接強度大，壽命長，操作使用方便等特點。但是抽芯鉚釘鉚接變形過程中釘桿承受非常高的載荷和極大的摩擦力，同時鉚接后鉚釘易與結構件發生接觸腐蝕，因此必需選擇高強度耐腐蝕潤滑涂層來有效平衡鉚釘鉚接過程中產生的拉鉚力和拉斷力，保證鉚釘的使用可靠性，這對鉚釘的設計及使用有著重要的意義。
[0003]早期為了改善抽芯鉚釘發生的接觸腐蝕，多采用陽極化﹑電鍍鋅隔等表面處理技術，但由于成本高﹑工藝復雜﹑效果不理想而限制了應用，而且鍍層在拉鉚過程中由于沒有潤滑性而容易發生脫落，同時會產生嚴重氫脆。為了提高潤滑性能，國內外多用十六醇作為潤滑劑解決鉚釘的潤滑性能，但由于十六醇本身潤滑能力有限，并且在復合后存在脫落和揮發缺陷，已不能滿足鉚釘實際使用工況需求。二硫化鉬粘結固體潤滑劑涂層具有高承載、優異的潤滑耐磨性能，國外everlube公司采用everlube620C二硫化鉬粘結固體潤滑涂層來解決抽芯鉚釘的潤滑與裝配問題。但該類二硫化鉬涂層在高載荷下由于涂層強度不夠、涂層結構不致密和耐腐蝕性差而無法滿足抽芯鉚釘的實際使用工況要求。因此，從高強度粘結樹脂和致密的涂層結構兩方面入手設計高強度潤滑防腐蝕固體潤滑涂層，是解決高載荷下抽芯鉚釘表面潤滑、粘著及腐蝕問題的有效手段。
[0004]在固體潤滑涂層技術中，樹脂是主要的成膜物質，樹脂的強度與結構決定著整個涂層的強度、致密性和潤滑耐腐蝕性能。樹脂作為涂層的連續相，它自身的性質，如：交聯密度、彈性模量、強度及玻璃轉化溫度等與涂層的摩擦磨損性能密切相關，而樹脂的交聯密度是決定其機械性能及玻璃化轉變溫度的關鍵因素。因此，通過設計樹脂交聯密度來改善涂層性能是制備高性能固體潤滑涂層的關鍵。
[0005]在眾多樹脂中，酚醛樹脂與環氧樹脂由于具有與金屬粘結力強而在固體潤滑涂層領域得到廣泛應用，但是酚醛樹脂和環氧樹脂種類牌號非常多，不同種類、不同牌號的酚醛樹脂改性環氧樹脂，由于交聯密度不同涂層性能會受到很大的影響。因此從樹脂交聯密度入手，設計高強韌樹脂體系是制備高強度固體潤滑涂層﹑解決苛刻工況條件下零部件潤滑與防腐蝕問題是一種有效可行的方法。
技術實現思路
[0006]本專利技術目的在于提供一種用于抽芯鉚釘潤滑與防護的高性能固體潤滑涂料及其
制備方法；本專利技術的另一目的是提供一種基于上述高性能固體潤滑料的涂層制備方法。
[0007]一、高性能固體潤滑涂料的制備本專利技術用于抽芯鉚釘潤滑與防護的高性能固體潤滑涂料，是以環氧樹脂與酚醛樹脂在混合溶劑中交聯形成的交聯樹脂體系為基礎樹脂，與潤滑劑、功能填料、潤濕分散劑通過研磨混合即得。具體制備工藝為：將環氧樹脂和線性酚醛樹脂置于反應器中，并加入添加適量混合溶劑，室溫下攪拌使環氧樹脂和酚醛樹脂全部溶解，得到交聯樹脂體系；將潤滑劑、功能填料、潤濕分散劑放入球磨罐中，加入潤濕量的混合溶劑球磨48~50h，然后加入交聯樹脂體系攪拌均勻，最后加入余量混合溶劑攪拌混合均勻，即得涂料。
[0008]所述環氧樹脂選用分子量較高的環氧樹脂，如環氧樹脂E
?
06、環氧樹脂E
?
20和環氧樹脂E
?
03，其為淡黃色透明固體。
[0009]所述酚醛樹脂選擇線性酚醛樹脂，硼酚醛樹脂，高鄰位鋇酚醛樹脂。其中，線性酚醛樹脂是甲醛和苯酚以（0.75~0.85）: 1的摩爾比聚合得到低分子量線形聚合物。線性酚醛樹脂棕黃色粉末，熔點較低，分解溫度較高。硼酚醛樹脂，是將苯酚與硼酸反應，制得硼酸二苯酚酷，然后與多聚甲醛反應，控制凝膠時間，而得含硼酚醛樹脂。硼酚醛樹脂為淡黃色固體，分解溫度≥500℃，游離酚≤3%。高鄰位鋇酚醛樹脂，又稱酚鋇樹脂、鋇劑膠，是室溫固化型酚醛樹脂，由苯酚與甲醛在氫氧化鋇催化作用下進行縮聚反應經減壓脫水而得。高鄰位鋇酚醛樹脂固含量65.0~72.0%，黏度（20℃）0.359Pa.s。
[0010]所述混合溶劑按體積百分比計由10～15%石腦油、15～20%無水乙醇、18～25%丁酮和40～57%甲苯混合而成。選擇混合溶劑需要綜合考慮樹脂在溶劑體系中的溶解能力和制備涂層的質量穩定性，因為本專利技術選用高分子量環氧樹脂，所以選擇甲苯溶劑，但由于甲苯沸點較高，在緊固件批量化浸涂過程中，為了保證涂層外觀、厚度均勻和質量穩定，需要涂料是快干性的，因此選用低沸點的石腦油、無水乙醇和丁酮與高沸點溶劑甲苯按一定體積百分比相混合，這樣既保證了樹脂在混合溶劑中的溶解性，又能保證制備的涂層厚度均勻、質量穩定可控。
[0011]環氧樹脂與酚醛樹脂的質量比控制在3:1~5:1范圍內，環氧樹脂與酚醛樹脂在混合溶劑中發生交聯反應形成的互穿網絡結構樹脂體系的交聯密度在260~340mol/m3范圍，而這時交聯樹脂體系的彈性模量較高，以此交聯密度范圍的樹脂體系為基體樹脂的涂層致密、機械強度高、耐磨性好。
[0012]潤滑劑選用具有高承載、潤滑性能好的硫化物，如二硫化鉬、二硫化鎢等。潤滑劑的用量為環氧樹脂與酚醛樹脂總量的52~67 wt％。
[0013]功能填料選自與潤滑劑具有協同作用的三氧化二銻、氟化物等。功能填料的用量為環氧樹脂與酚醛樹脂總量的6.0~9.5 wt％。
[0014]潤濕分散劑選擇BYK潤濕分散劑，其對填料表面進行修飾改性，可提高填料在交聯樹脂中的分散性和填料與樹脂體系間的界面相互作用。BYK潤濕分散劑的用量為環氧樹脂與酚醛樹脂總量的0.3~0.7 wt％。
[0015]通過球磨，一方面使得樹脂與分散劑、潤滑劑、功能填料充分混合，同時促進各原料相互作用，相互協同，從而實現填料在交聯樹脂中的分散性以及與樹脂體系間的界面相互作用，進而提高涂層高強度、高承載和優異的潤滑防腐性能。
[0016]實驗表明，當基礎樹脂（環氧樹脂與酚醛樹脂總量）與填料（填料是指BYK、潤滑劑，
功能填料的總和）的重量比在（1.8~2.5）:1的范圍內，填料組分可以均勻分散在交聯樹脂體系中，并被交聯樹脂緊緊包裹形成致密的涂層結構，從而實現了涂層的高強度、高承載和優異的潤滑防腐性能。
[0017]涂料的固含量根據涂層的制備工藝進行調整。當采用噴涂的方法制備涂層時，涂料的固含量調整為20
±
5%。當采用浸涂的方法制備涂層時，涂料的固含量調整為35
±
5%。
[0018]二、涂層的制備為了保障涂層良好的使用性能，必需保證涂層具有相對一致的厚度和良好的外觀狀態，要求涂層在零件不同部位厚度均勻，并且表面光滑、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種用于抽芯鉚釘潤滑與防護的高性能固體潤滑涂料，是以環氧樹脂與酚醛樹脂在混合溶劑中交聯形成的交聯樹脂體系為基礎樹脂，與潤滑劑、功能填料、潤濕分散劑通過研磨混合即得；所述環氧樹脂選用環氧樹脂E
?
06、環氧樹脂E
?
20和環氧樹脂E
?
03，述酚醛樹脂為線性酚醛樹脂，硼酚醛樹脂，高鄰位鋇酚醛樹脂中的一種。2.如權利要求1所述一種用于抽芯鉚釘潤滑與防護的高性能固體潤滑涂料，其特征在于：所述環氧樹脂與酚醛樹脂的質量比為3:1~5:1。3.如權利要求1所述一種用于抽芯鉚釘潤滑與防護的高性能固體潤滑涂料，其特征在于：所述混合溶劑按體積百分比計由10%石腦油、15%無水乙醇、18%丁酮和57%甲苯混合而成。4.如權利要求1所述一種用于抽芯鉚釘潤滑與防護的高性能固體潤滑涂料，其特征在于：所述潤滑劑選用二硫化鉬、二硫化鎢，潤滑劑的用量為環氧樹脂與酚醛樹脂總量的52~67wt％。5.如權利要求1所述一種用于抽芯鉚釘潤滑與防護的高性能固體潤滑涂料，其特征在于：所述功能填料為三氧化二銻、如氟化鑭，氟化鈰；功能填料的用量為環氧樹脂與酚醛樹脂總量的6.0~9.5wt％。6.如權利要求1所述一種用于抽芯鉚釘潤滑與防護的高性能固體潤滑涂料，其特征在于：潤濕分散劑選擇BYK潤濕分散劑，BYK潤濕分散劑的用量為環氧樹脂與...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐海燕，陳磊，馬彥軍，周惠娣，李紅軒，陳建敏，
申請(專利權)人：中國科學院蘭州化學物理研究所，
類型：發明
國別省市：
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