PPESK耐高温自润滑耐磨涂料的研制

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来源：互联网
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2015-01-14
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汤传贵1，靳钊2，蹇锡高3
　　
　　(1．海军驻青岛造船厂军事代表室，山东青岛266001;2．海洋化工研究院，山东青岛266071;3．大连理工大学，辽宁大连116024)
　　
　　摘要:含二氮杂萘酮联苯结构的聚芳醚砜酮(PPESK)是一种具有优异耐热性能的可溶性聚芳醚树脂，综合性能优异，具有很好的应用前景。以PPESK为基料，加入适量聚四氟乙烯、碳化硅为填料，制备了一种具有耐高温、自润滑性能的耐磨涂料。研究了不同添加剂、不同负载对磨损失量的影响。结果显示，PPESK耐磨涂料在1250N负载、10000r/min时的磨损失质量为0.0121g，摩擦系数为Us=0.196、Ud=0.146，铅笔硬度大于5H，是一种性能优异的工业耐磨涂料。
　　
　　关键词:聚醚砜酮;耐高温;自润滑;耐磨涂料
　　
　　中图分类号:TQ637.6文献标识码:A文章编号:0253－4312(2012)01－0068－03
　　
　　磨损是在高速运转的设备中经常遇到的问题，设备会因此发生故障、损坏、甚至报废。耐磨件的防护以及磨损部位的修复一直是工业设备、轴承、机床、发动机等领域最为关注的问题［1］。而耐磨涂料就扮演了重要的角色，在工业、领域将修复与防护的作用发挥得淋漓尽致。对于设备磨损的防护，通常有加入润滑剂、使用金属镀层等方法，而润滑剂的使用有其限定的使用条件和领域，金属镀层在高负荷、高转速、长时间条件下仍易发生磨损［2－3］。
　　
　　耐磨涂料是一种自身具有良好润滑条件和相应抗机械作用力的固体材料，它既能弥补两接触面由于摩擦而造成的磨损缺陷，又能使两个相对运动有良好的润滑减磨作用。同时，耐磨涂料对进入摩擦两接触面间的金属杂物还具有一定的预埋性。另外，由于设备运行时的摩擦生热，对耐磨涂料的耐热性能也有一定的要求。英国Victrex公司开发出一种耐高温、自润滑、耐磨、耐腐蚀的聚醚砜酮(PEEK)涂料，将其用于摩托车发动机、外置发动机以及其他高转速发动机中的滚针轴承上，明显减少滚动轴承外表面的磨损从而延长了轴承保持架的实际使用寿命。PEEK涂料自研制之始，一直被有关国家作为一种重要的战略性国防军工材料，对许多国家限制出口。PEEK涂料不能溶解于溶剂中，目前只有水分散涂料以及粉末涂料两种，其涂装过程均需要特殊的涂装设备。本课题组采用与PEEK性能类似的可溶解聚芳醚砜酮(PPESK)材料［4］，开发了易涂装的溶剂型耐高温自润滑耐磨涂料，测试结果表明，PPESK涂料具有优异的耐高温及自润滑耐磨性能。
　　
　　1·涂料配方的设计
　　
　　1.1涂料配方的设计
　　
　　树脂用含二氮杂萘结构的聚芳醚砜酮(PPESK)，其结构如图1所示，该树脂具有自润滑、耐磨性、机械性能、耐高温、耐化学品性、阻燃性、耐辐照性、耐水解性、绝缘稳定性等特点，其基本性能如表1所示。