| 水性环氧树脂基粘结固体润滑涂层的制备和性能研究 | |
| 王月梅 | |
| Subtype | 工学硕士 |
| Thesis Advisor | 周惠娣 |
| 2010-05-18 | |
| Degree Grantor | 中国科学院研究生院 |
| Department | 先进润滑与防护材料研究发展中心 |
| Degree Discipline | 材料学 |
| Keyword | 水性环氧树脂 水性环氧树脂基粘结固体润滑涂层 制备 摩擦摩损性能 耐腐蚀性能 Waterborne Epoxy Resin Waterborne Epoxy Resin-based Bonded Solid Lubricating Coating Preparation Friction And Wear Behavior Corrosion Resistance |
| Abstract | 在广泛调研和深入分析水性树脂及粘结固体润滑涂层研究和应用现状的基础上，确定以水性环氧树脂为基础树脂，开展环保型粘结固体润滑涂层的制备与性能研究。首先考察了固化条件、球磨时间等对水性环氧树脂基粘结固体润滑涂层性能的影响；进而通过配方筛选和优化，制备了性能优异的水性环氧树脂基粘结固体润滑涂层，探讨了涂层中不同填料之间的协同效应，分析了涂层的摩擦磨损机制；最后通过对水性环氧树脂基粘结固体润滑涂层表面性能进行改进，就改善其防腐蚀性能进行了有益的探索。主要研究结果如下： 1.考察了固化条件、助剂种类、粘结剂与固体润滑剂配比、球磨时间等不同因素对水性环氧树脂基粘结固体润滑涂层性能的影响；利用傅立叶变换红外光谱（FTIR）和示差扫描量热法（DSC）等表征手段确定了水性环氧树脂基粘结固体润滑涂层的最佳固化条件。结果表明，水性环氧树脂乳液与固化剂的最佳质量比为2 : 1，最佳固化温度为75 ℃，最佳固化时间为2 h；在最佳固化条件下，环氧基与酰胺基完全反应，实现完全固化交联。与此同时，引入有机膨润土使填料的分散性能显著改善；最佳粘固比为1 : 4.2(质量比)，相应涂层的摩擦磨损性能最佳；适宜的球磨时间为2 d，但球磨时间对涂层摩擦性能的影响不大。 2.以水作为分散介质，制备了含MoS2、石墨和Sb2O3 等组分的环保型环氧树脂基粘结固体润滑涂层；以有机溶剂型粘结固体润滑涂层作为对比样品，分别采用MFT-R 4000 型往复摩擦磨损试验机和MM-200 型摩擦磨损试验机考察了所制备的水性环氧树脂基粘结固体润滑涂层的摩擦磨损性能。采用扫描电镜分析了涂层磨损表面及偶件表面转移膜的形貌；采用X 射线光电子能谱仪分析了涂层磨损表面Mo 的化学状态。结果表明，在所选试验条件下，所制备的水性环氧树脂基粘结固体润滑涂层的摩擦磨损性能优于有机溶剂型粘结固体润滑涂层对比样品；涂层发生润滑失效的主要原因是疲劳磨损和微断裂。与有机溶剂型树脂粘结固体润滑涂层的情形相似，环保型环氧树脂基粘结固体润滑涂层中的Sb2O3与MoS2 之间，以及石墨与MoS2 之间也具有一定的协同抗磨作用。含Sb2O3 的涂层和不含Sb2O3 的涂层磨损表面均未出现MoO3 的Mo3d-XPS 谱峰，表明Sb2O3 与MoS2 之间的协同抗磨效应并非源于化学或摩擦化学相互作用，而是源于机械相互作用。此外，石墨与MoS2 之间的协同抗磨效应源于水蒸气吸附导致的石墨层间吸引力减弱。 3.针对水性涂层耐腐蚀性能差的弱点，通过改变水性环氧树脂基粘结固体润滑涂层表面的致密性以及亲水、疏水性能等，就改善涂层的耐腐蚀性能进行了有益的探索。研究表明，引入水性纳米LaF3 和适当增加树脂含量均有利于改善水性环氧树脂基粘结固体润滑涂层的致密性，从而显著提高其耐磨寿命、改善其耐腐蚀性能；而引入蜡粉使得涂层表面的亲水性能减弱、疏水性能增强，也能在一定程度上改善涂层的耐腐蚀性能。 |
| Funding Project | 磨损和表面工程组 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/1847 |
| Collection | 中国科学院材料磨损与防护重点实验室/先进润滑与防护材料研究发展中心 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 王月梅. 水性环氧树脂基粘结固体润滑涂层的制备和性能研究[D]. 中国科学院研究生院,2010. |
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