一种利用硅烷偶联剂釜残的固体润滑喷剂组合及其制备方法

本发明涉及金属表面处理，更具体地说，涉及一种利用硅烷偶联剂釜残的固体润滑喷剂组合及其制备方法。

背景技术：

1、世界上使用的能源大约有1/3～1/2消耗于摩擦。如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源。另外，机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而报废和更换的，如果能控制和减少磨损，则既减少设备维修次数和费用，又能节省制造零件及其所需材料的费用。润滑是减小摩擦、减小磨损、提高机械效率的最常用最有效的方法。

2、润滑方式中，固体润滑是指利用固体粉末、薄膜或复合材料代替流体润滑材料来隔开两个承载面，降低相对运动时的摩擦磨损。目前在实施固体润滑喷涂膜之前，往往需要在金属表面进行磷化处理，形成一层致密的含磷酸盐转化膜，保证漆膜良好的附着力和耐盐雾特性。磷化之后的摩擦运动件再进行固体润滑喷剂涂覆和加热固化成型。但磷化过程需高温处理，且形成大量固体物质沉淀，废液中含有大量磷、镍等重金属，处理排放困难，形成环境污染等缺点。随着国家环保要求的不断提高，磷化及其复杂的涂装前处理面临着必须替代的需求。

3、经检索，公开号cn109477224a的专利提供一种螺纹部件表面经两道工序形成的防腐层，第一道工序是形成不溶性的金属硅酸盐耐腐蚀膜；第二道工序是涂布防锈处理液形成防锈被膜；粘合剂树脂的处理液对螺栓等螺纹部件进行防锈处理，粘合剂树脂含有：以含有羧酸的丙烯酸聚合物为侧链进行接枝聚合所得的改性环氧树脂、或者以含有羧酸的丙烯酸聚合物为侧链进行接枝聚合所得的改性丙烯酸树脂中的至少任一种、和二氧化硅；如果使用该处理液，则不需要有机溶剂，可通过一次步骤进行涂布处理；具有即使反复进行紧固，摩擦系数也不会升高的优点。该技术的优势是既具有防腐性能，又具有一定的润滑耐磨性能，用于螺纹装配可以满足多次装卸需求，然而上述工艺尚难满足润滑要求较高的摩擦学应用场合。

4、公开号cn105886074a的专利提供一种二硫化钼润滑喷剂，包括以下重量百分比的组分：二硫化钼粉末15～25％，改性环氧树脂30～40％，快干助剂10～20％，耐高温助剂2～8％，成膜助剂10～20％，结合力增强剂5～15％。

5、公开号cn 113717776 a的专利提供一种二硫化钨润滑喷剂，其组成及重量百分比为：二硫化钨粉末25～35％，酚醛树脂1.0～5.0％，树脂助溶剂40～50％，成膜助剂9.5～18.5％，流变助剂1.0～5.0％，极压抗磨剂1.0～2.0％，抗氧剂0.5～2.0％，溶剂型分散剂0.5～1.5％，推进剂3.0～5.0％。

6、公开号cn112251134a的专利提供了一种硫化银量子点增强粘结固体润滑涂料，将粘结剂树脂、固体润滑剂和硫化银量子点填料分别均匀分散于稀释剂中，制备得到硫化银量子点增强粘结固体润滑涂料；各组分的质量百分含量为：粘结剂树脂8.5％～10.8％，固体润滑剂8.3％～10.6％，硫化银量子点填料0.6％～1.4％，余量为稀释剂。

7、公开号cn117229661a的专利提供了一种基于硅酸盐材料的高温固体润滑涂层，将硅酸盐材料、氧化锑粉末、二硫化钼粉末和无定形碳以一定质量比分散于有机溶剂中，得到混合溶液；将一定质量的粘结剂溶解于混合溶液中，搅拌后得到均匀稳定分散的涂料。

8、上述四类干膜喷剂方法需要复杂的金属底材处理，以保证底材粘结性和防止腐蚀，步骤繁琐，影响因素复杂。

9、公开号cn101302459a的专利提供一种转化型有机粘结干膜润滑剂及其制备方法，该润滑剂由高分子树脂、固体润滑剂、金属转化剂、滑石粉以及分散剂组成，并通过以下方法制备：首先将高分子树脂溶解到部分分散剂中得到高分子树脂分散液，然后将固体润滑剂、滑石粉与金属转化剂分散至另一部分分散剂中并充分研磨得到另一分散液，待高分子树脂充分溶解后将二分散液混合并高速搅拌制得转化型有机粘结干膜润滑剂；其中同样具有对于金属底材的适当转化，有利于提高固体润滑涂层附着力；免去涂覆前的除油、除锈、磷化钝化等工艺；但该设计将固体润滑剂等直接分散于高分子树脂分散剂中，依然采用有机溶剂作分散介质，具有环保缺陷。

技术实现思路

1、1.发明要解决的技术问题

2、针对现有技术中固体润滑剂制备较为繁琐，且普遍难以达到环保要求的情况，本发明拟提供一种利用硅烷偶联剂釜残的固体润滑喷剂组合及其制备方法，本发明的固体润滑喷剂组合可用于对钢铁构件带锈表面处理，可以常温干燥形成性能优异的固体润滑膜，既可以在干摩擦条件下起到固体润滑膜作用，也可以与润滑油、脂、膏配合，兼具防腐保护膜作用，尤其适用于已磨损零部件维修或表面防粘防污(垢)等，应用于机械、电子、建筑、石化、交通、船舶、航空、航天等工业部门，且具有环境友好与资源综合利用特性。

3、2.技术方案

4、为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

5、本发明的一种利用硅烷偶联剂釜残的固体润滑喷剂组合，包括活化液和固体润滑喷剂，其中活化液包含以下重量份的组分：

6、釜残去渣提取液        70～77份；

7、有机酸                20～25份；

8、复合表面润湿剂        2～3份；

9、固体润滑喷剂包含以下重量份的组分：

10、

11、本发明的固体润滑喷剂在涂覆之前，先进行活化液处理，固体润滑喷剂可以在带锈的钢铁结构表面直接涂覆，本发明固体润滑喷剂组合防腐性能与粘结性能优良，减摩耐磨效果好。

12、更进一步地，釜残去渣提取液包含以下重量份的组分：

13、

14、更进一步地，所述的制备硅烷偶联剂的釜残，其中硅烷偶联剂，是n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、以及γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷中的一种。

15、更进一步地，釜残去渣提取液中，脱氯剂类型选自氧化钙和氧化镁中的一种或两种。

16、更进一步地，活化液中的有机酸选自甲酸和乙二酸中的一种或两种；活化液中的复合表面润湿剂选用十二烷基硫酸钠与聚氧乙烯仲辛酚醚-10复配得到。

17、更进一步地，固体润滑喷剂中的复合水性粘结剂选自水性丙烯酸树脂和水性氨基树脂复合物。

18、更进一步地，固体润滑喷剂中的复合金属转化剂选自单宁酸、没食子酸和环己六醇六磷酸中的一种或者多种；固体润滑喷剂中的助分散剂选自釜残去渣提取液、甲醇、乙醇和异丙醇中的一种或者多种。

19、更进一步地，固体润滑喷剂中的固体润滑剂选自二硫化钼、二硫化钨、石墨、聚四氟乙烯粉体和聚四氟乙烯浆料中的一种或数种混合。

20、更进一步地，固体润滑喷剂中的纳米粉体选自二氧化硅、三氧化二铝或二氧化钛中的一种或数种。

21、本发明同时提供上述固体润滑喷剂组合的制备方法，其中釜残去渣提取液的制备过程为，将所需的各试剂置于烧瓶中，控温加热搅拌，温度40～50℃，保温时间40～120min，经过滤后取滤液得到；

22、活化液制备方法为，将对应所需组分的混合物常温搅拌混合均匀得到；

23、固体润滑喷剂制备方法为，将对应所需组分的混合物搅拌混合均匀后，再经过砂磨机研磨80-100min得到。

24、3.有益效果

25、采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

26、(1)本发明提供的固体润滑喷剂组合，活化液采用制备硅烷偶联剂的釜残处理，不含磷、镍元素，可替代传统磷化液，形成细密的晶核；固体润滑喷剂在活化基础上提供多羟基活性反应，提高涂膜化学结合力并携带释放固体润滑剂；经过该包括活化液和固体润滑喷剂处理后的钢铁表面形成一层致密复合转化膜，起到固体润滑膜作用。

27、(2)本发明所提供的固体润滑喷剂组合适用于各种碳钢、合金钢、铸铁等各类新鲜或者带锈的钢铁材质表面。

28、(3)本发明的固体润滑喷剂组合可以一步形成润滑膜，能使润滑膜与基材结合牢固，减摩耐磨性能优异，且不需要作除锈磷化预处理，同时兼具有磷化和铁锈转化的效果。

29、(4)本发明的固体润滑喷剂组合，采用硅烷偶联剂釜残制备得到，同时可用水作分散介质，具有环境友好与资源综合利用特性。

30、(5)本发明的固体润滑喷剂组合，实践应用时工艺简化，常规技术中原本表面处理每一道工序都会需要清洗，带来废水处理的环保压力；本发明采用的固体润滑喷剂组合，作用机理是首先通过活化液将带锈基体除锈并通过化学反应形成活性位点，再通过涂层树脂带进来固体润滑剂，如此采用釜残，利用其中的微量硅烷，水解过程中提高基体和涂层树脂并提高分散剂和涂层树脂之间的附着力。