减摩涂层和制备减摩涂层的方法与流程

本发明总体上涉及包含粘结剂、固体润滑剂、溶剂和任何其他辅助添加剂的减摩涂料组合物，制备减摩涂料组合物的方法，由减摩涂料组合物制备的减摩涂层，以及涂覆有减摩涂层的零件的领域。

背景技术：

1、减摩涂层(afc)也称为粘结的润滑剂，在许多应用中用于减少摩擦、磨损和噪音。afc典型地通过将afc组合物施用至基材并且然后使afc组合物经受固化过程以形成afc来产生。afc组合物典型地是由粘结剂(其通常是聚合物树脂)、固体润滑剂、溶剂和其他添加剂组成的分散体。通过常规施用技术将减摩涂料组合物施用至基材。例如，afc组合物可通过刷涂、浸涂、浸旋涂(dip-spinning)和喷涂来施用。典型的涂层厚度为5μm至20μm。

2、减摩涂层的性能可以通过在显微镜下观察以确定涂层覆盖率以及通过使用其中负荷增加或保持恒定直到涂层失效的线性振荡摩擦测试测量负荷承载能力和产品寿命来确定。

3、为了达到5μm至20μm的涂层厚度并使得能够用于喷涂施用方法，需要将对afc组合物中的固体进行研磨作为制造步骤。研磨典型地使用珠磨机进行，该珠磨机可用于加工液体中的粒度范围为从最大约500μm一直到亚微米(纳米)范围的超细固体。根据产品特性，可以使用具有不同研磨系统的各种类型的搅拌珠磨机。用珠磨机进行研磨的步骤是afc生产中最昂贵的制造步骤。

4、珠磨机研磨步骤是昂贵的，因为这些机器技术要求高且难以清洁，并且如泵、软管和搅拌器等外围设备也必须清洁。清洗上的困难迫使隔离这些珠磨机磨床以仅用于单一afc产品或afc产品系列。与珠磨机研磨工艺相关的额外成本包括需要两个容器来制备afc组合物(一个容器用于预分散固体，并且第二个容器用于接收来自珠磨机的经研磨的产品)，并且经研磨的低粘度afc组合物对珠磨机腔室造成磨料性磨损，需要频繁更换器械。最后，用于制造afc组合物的珠磨机典型地效率不高，需要多次通过珠磨机才能达到所希望的粒度，并且粒度和分布难以控制。

5、需要用于生产afc组合物的更有效的方法，该方法具有减少的制造时间，并且使用以下器械，该器械更容易清洁，在同一器皿中分散并研磨固体，可跨多种产品或产品系列使用，并且需要较低的由磨损所致的更换频率。此外，还需要允许更好地控制经研磨的固体的粒度和粒度分布的用于生产afc组合物的方法。最后，需要在负荷承载能力和产品寿命方面具有改善性能的afc。

技术实现思路

1、本发明涉及一种制备减摩涂料组合物的方法，该方法包括以下步骤：(a)将(i)固体润滑剂、(ii)溶剂、(iii)粘结剂和(iv)任选地添加剂组合；以及(b)用篮式磨机将溶剂(ii)中的(i)固体润滑剂研磨足够的时间以形成经研磨的(i)固体润滑剂在(ii)溶剂中的分散体，并且其中将粘结剂(iii)和任选的添加剂(iv)各自独立地在(b)之前、期间、之后，或者在(b)之前、期间和之后中的两种或更多种的组合与固体润滑剂(i)和溶剂(ii)组合。

2、本发明进一步涉及一种减摩涂料组合物，其包含以下各项的分散体：(i)固体润滑剂、(ii)溶剂、(iii)粘结剂、和(iv)任选地添加剂，其中粘结剂和固体润滑剂具有最高达50μm的粒度(d90)和最高达25μm的粒度(d50)。

3、本发明的方法提供了用于制备afc组合物的更有效方法，该方法减少了制造时间，并且使用以下器械，该器械更容易清洁，在同一器皿中分散并研磨固体，可跨多种产品或产品系列使用，并且需要较低的由磨损所致的更换频率。此外，该方法允许更好地控制afc组合物中的经研磨固体的粒度，并生产出在负荷承载能力和产品寿命方面具有改善的性能的afc组合物。

技术特征：

1.一种制备减摩涂料组合物的方法，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述粘结剂(iii)在(b)之前或期间与所述固体润滑剂(i)和所述溶剂(ii)组合。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在b中研磨所述固体润滑剂(i)和所述溶剂(ii)的组合后，将所述粘结剂(iii)与(i)和(ii)组合。

4.根据权利要求2或3中的一项所述的方法，其进一步包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述研磨是以一步完成的。

6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括(c)使用溶解器盘形成所述粘结剂、所述固体润滑剂、所述溶剂和所述任选的添加剂的预分散体，然后(d)在与形成所述预分散体的同一容器中进行所述预分散体的研磨(b)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述篮式磨机包括容器和搅拌器篮，其中所述搅拌器篮包括珠和珠搅拌器、溶解器盘和驱动轴，其中所述珠搅拌器和所述溶解器盘与所述驱动轴啮合。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述分散体是低粘度的，可替代地具有20mpa·s至2500mpa·s的粘度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包括改变所述研磨时间以改变所述固体润滑剂的平均粒度和粒度分布。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，经研磨的固体润滑剂具有最高达75μm的粒度(d90)和最高达25μm的粒度(d50)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述珠包含zro2，金属，玻璃，或zro2、金属和玻璃的组合，并且所述珠的直径为0.6mm至2.5mm。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述粘结剂是酚醛树脂，环氧树脂，硅酮树脂，或者酚醛树脂、环氧树脂和硅酮树脂中的两种或更多种的混合物。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述固体润滑剂为石墨，mos2，ptfe，硅酮，蜡，固体烃蜡，或者石墨、mos2、ptfe、硅酮、蜡、和固体烃蜡中的两种或更多种的混合物。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述溶剂为水、包含1至4个碳原子的醇、包含3至6个碳原子数的酮、酯、杂环、脂肪族或芳香族化合物。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述分散体进一步包含颜料。

16.一种通过根据前述权利要求中任一项所述的方法制备的减摩涂料组合物。

17.一种减摩涂层，其中所述减摩涂层通过如下方式制备：在基材上制备根据权利要求13所述的减摩涂料组合物的膜并使所述减摩涂料组合物经受用于去除所述溶剂并形成所述减摩涂层的条件。

18.一种减摩涂料组合物，其包含：

19.根据权利要求18所述的减摩涂料组合物，其中，对于所述分散体中的固体颗粒，粒度(d90)为20μm至30μm并且粒度(d50)为7μm至9μm。

20.一种制备减摩涂层的方法，所述方法包括以下步骤：将根据权利要求1至12中任一项制备的减摩涂料组合物施用至基材，以及使所施用的减摩涂料组合物经受用于去除溶剂的条件。

21.根据权利要求20所述的制备减摩涂层的方法，其中，通过刷涂、浸涂、旋涂、浸旋涂或喷涂将所述减摩涂层施用至所述基材。

22.根据权利要求20或21所述的制备减摩涂层的方法，所述方法进一步包括使所述减摩涂料组合物固化以形成所述减摩涂层。

23.根据权利要求18-22中任一项所述的减摩涂料组合物，其中，所述减摩涂料组合物是根据权利要求1-15中任一项所述的方法制备的。

24.一种零件，其包括涂覆有根据权利要求18-23中任一项所述的减摩涂料组合物的滑动构件。

25.根据权利要求24所述的零件，其中，将所述减摩涂料组合物固化以形成减摩涂层。

技术总结一种制备减摩涂料组合物的方法，其包括以下步骤：(A)将(i)固体润滑剂、(ii)溶剂、(iii)粘结剂和(iv)任选地添加剂组合；以及(B)用篮式磨机将溶剂(ii)中的(i)固体润滑剂研磨足够的时间以形成经研磨的(i)固体润滑剂在(ii)溶剂中的分散体，并且其中将粘结剂(iii)和任选的添加剂(iv)各自独立地在(B)之前、期间、之后，或者在(B)之前、期间和之后中的两种或更多种的组合与固体润滑剂(i)和溶剂(ii)组合。技术研发人员：A·奥斯查,M·巴尔特,J·布施受保护的技术使用者：DDP特种电子材料美国有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27