涂料增强方法.doc

涂料的增强方法在人类的发展历史上，涂料总是扮演着十分重要的角色，如：防腐，防水等等。随着人类社会的发展，涂料的应用范围越来越广，而它的功能也被赋予了更多的要求。科学技术的高速发展，要求涂料具有：无毒、安全、无污染、耐磨、耐腐蚀等要求。高分子材料的快速发展，使得人们逐渐认识到高分子涂料能够满足上述要求。然而，由于材料本身的限制。高分子材料也存在缺陷，如：耐磨性差、强度差等。尤其是在高分子涂料，上述问题尤其严重。高分子涂料被破坏的原因有：涂料的硬度不够，使得涂料被划破，从而被破坏；涂料易被氧化等化学反应，使涂料遭到破坏。所以我们需要寻找办法来克服这些问题。高分子涂料主要包括：基体材料、减磨润滑材料、耐磨材料及少量填充材料1。如何根据涂层材料的各自特性，充分发挥复合材料体系的优越功能，既满足涂层的减摩耐磨性能要求，又满足各种工况下涂层承载能力、高温特性和抗氧化特性的要求，是涂层设计的关键2。下面我们通过：基体补强，即改性；填充材料以及改变外界条件等，来提高涂料的性能。1、 改性高分子材料可以通过改性来提高其性能。我们可以通过补强基体的办法来提高涂料的性能。晁单明3等通过以苯胺链段为侧基改性聚酰胺酸，从而使聚酰胺酸/ITO的电致变色电极的透过率、着色和漂白的时间以及着色效率都得到了较大的提高。任菲菲4等通过胺化聚酰胺酸形成聚酰亚胺，得到的聚酰亚胺具有更好的物理性能和化学性能，而且应用范围更加广泛。赵石林5等通过聚酰胺酸改性环氧胶粘剂，使环氧胶粘剂的耐热差得到改善，得到的胶粘剂表现出高的粘接强度和耐温性能，并且在一定条件下更易除去。H. J Song6等通过PFW，PTFE和FEP改性酚醛涂料研究其摩擦和疏水性能，结果表明通过改性可以提高酚醛涂料的耐磨性能，且PFW，FEP改性更加优良。二、填充补强材料由于高分材料自身的限制，其耐磨性、硬度等都不是太高，我们可以通过对材料进行补强处理，通过添加材料从而提高材料的性能。李燕7等通过研究酚醛环氧树脂中添加SiO2，发现通过控制添加SiO2的百分含量能够在一定程度上提高树脂涂层的抗氧化和耐磨擦磨损性能。岳美娥8等通过添加纳米ZnO对涂层进行补强，发现硬脂酸表面修饰改性纳米ZnO微粒作为填料使得环氧树脂涂层的耐磨性能得到明显的提高。肖军9等通过向润滑材料中添加MoS2，从而使涂层具有一定的润滑及防腐蚀功能，并能改善材料表面的润滑性能。周慧娣10等通过向聚酰亚胺中添加纳米LaF3微粒，发现纳米LaF3填充聚酰亚胺涂层能够明显的改善涂层的耐磨性能，而且LaF3纳米涂层也能改善涂层的耐腐蚀性能。冶银平11等通过向润滑涂层中添加石墨，发现添加石墨能够提高涂层的磨损率，使涂层的承载能力和抗磨减磨性能都有所提高。H.J Song12等通过向酚醛涂层中填充纳米TiO2，发现酚醛复合涂层的磨损性能被显著增强，特别是极端条件下时。H.J Song13-14等通过向聚氨酯中添加微粒研究其摩擦性能，结果发现涂料在摩擦中出现磨损，主要涉及聚氨酯粘合剂的无序和有序部分分解，而微粒能够减少该过程的发生，尤其是纳米SiC纳米ZrO2对该过程作用明显。Z.Z Zhang15等通过向聚氨酯复合涂层中添加碳纤维，研究表明，低含量的碳纤维能够提高聚氨酯表面膜的密合性，从而能够显著降低聚氨酯的磨损。H.J Song16等通过向酚醛复合涂料中添加纳米Al2O3，研究其摩擦性能，结果表明添加纳米Al2O3能够很好的提高酚醛复合涂料的耐磨性能。H.J Song17等通过向酚醛复合涂料中添加碳纤维从而研究对涂层摩擦性能的影响，结果发现碳纤维能够很好的提高涂层的耐磨性能。H.J Song18等通过向聚氨酯中添加纳米ZnO研究其对涂层的摩擦性能的影响，结果表明纳米ZnO能够显著提高聚氨酯涂层的耐磨性。H.J Song19-20等通过向聚氨酯涂层中添加表面改性的碳纳米管以及TiO2纳米管研究其对涂层的摩擦性能，结果表明碳纳米管和TiO2纳米管能够提高涂层的耐磨性能。3、 其他条件的影响在提高涂层性能方面，我们也可以通过其他条件来使涂层性能得到改善。（1）制备工艺对涂层的影响王月梅21等以水作为分散介质，制备出水性环氧粘结固体润滑剂。该润滑剂的摩擦学性能优于有机溶剂型粘结固体润滑剂，且具有 安全、无污染等特点。尹延国22等通过改变粘接剂组元的比例，从而寻找最佳配比，使得涂层的摩擦性能和承载能力得到最大化。（2） 涂层环境对涂层的影响徐进23等通过分析不同位移幅值和承载条件下聚四氟乙烯涂层的微动磨损性能，结果发现涂层具有良好的抗微动磨损性能，但会随循环次数、位移幅值和承载发生变化。高亚男24等对材基表面进行磷化处理，然后再涂覆涂料，研究其摩擦学性能，结果发现经过磷化处理后，能够提高基体对涂料的吸附能力。而磷化表面的粗糙度也影响涂层的摩擦学性能。徐进25等通过研究湿度、温度及润滑油对MoS2涂层的影响，发现相对湿度越高，寿命越低；合适的温度能够提高磨损寿命；而润滑油也能改变涂层的使用寿命。杨瑞杰26等研究了改变润滑油，涂层的摩擦性能的变化。实验表明在油介质中的抗磨性能比干摩擦中有所提高，而在同种润滑油中的摩擦性能又和转速、载荷有关。Harold E. Sliney27等人通过研究润滑油对PS212涂料润滑效果，结果发现，在一定的环境温度下，润滑油的使用可以减少涂料的磨损，提高涂料的使用寿命。H.J Song28等通过研究不同添加物在水中的摩擦行为，结果发现，当添加一定量的纳米MoS2或石墨会提高酚醛涂料的耐磨性，但是在水润滑下则会使这种增强减弱。3、 总结 事实表明，高分子涂料存在一些缺点，但是我们可以通过一些方法进行补强，从而使得高分子涂料达到我们的要求。而补强材料一般都是硬度较大或者是较稳定的材料，我想石墨较为稳定，而且具有润滑性，价格较为便宜，研究的文献较少，那么是不是可以研究向涂料中添加石墨来进行补强，从而研究石墨对涂料的摩擦性能的影响。参考文献：1张祥林,章小峰,王爱华.高温固体润滑涂层最新研究与进展.材料导报,2007,62胡传.涂层技术原理及应用.北京:化学工业出版社,20003晁单明,王树涛,迟茂强等.苯胺链段为侧基的聚酰胺酸的合成几性质.高等学校化学学报,2013,74任菲菲,李明慧,王井等.聚酰胺酸的合成及其胺化过程.大连工业大学学报,2008,125赵石林,秦传香,张宏波.聚酰胺酸改性环氧胶粘剂的研究.中国胶粘剂,2000,9(1)6Hao-Jie Song, Zhao-Zhu Zhang. Study on tribological and hydrophobic behaviors of phenolic coatings reinforced with PFW, PTFE and FEP. ELSEVIER. 2006:1037-10447李燕,孙晓军,周慧娣等.SiO2对MoS2/酚醛树脂涂层原子氧辐照前后组成与性能的影响.材料保护,2009,128岳美娥,周慧娣,陈建敏.表面修饰纳米Z对粘结固体润滑涂层摩擦学性能的影响.材料科学与工程学报.2004,22(1)9肖军,周慧娣,李铁虎等.导弹发射装置滑轨表面MoS2干膜防护高温高速两相燃气流应用研究.摩擦学学报.2003,910周慧娣,岳美娥,陈建敏等.纳米LaF3微粒对聚酰亚胺粘结固体润滑涂层摩擦学性能及抗腐蚀性能的影响.摩擦学学报.2004,511冶银平,陈建敏,周慧娣.粘结石墨固体润滑涂层的微动摩擦磨损性能.中南大学学报.2008,212Hao-Jie Song, Zhao-Zhu Zhang. 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