一種基于氰酸酯的斜盤的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于氰酸酯的斜盤的制備方法，包括氰酸酯／環(huán)氧樹脂共聚物的制備、耐磨涂層配制以及噴涂與固化；耐磨涂層由以下質(zhì)量配比的組分組成：氰酸酯／環(huán)氧樹脂共聚物40-60份、PTFE20-50份、二硫化鉬10-30份、氟化石墨5-10份、增強(qiáng)材料1-10份。本發(fā)明公開的耐磨涂料的組成合理，耐熱性與粘接性優(yōu)異，基于此的斜盤具有優(yōu)異的耐磨性，無論是干態(tài)還是油態(tài)摩擦性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有樹脂制備的斜盤，能夠滿足汽車空調(diào)壓縮機(jī)的需要。
【專利說明】一種基于氰酸酯的斜盤的制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車空調(diào)壓縮機(jī)斜盤的制備，具體涉及一種基于氰酸酯的斜盤的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車空調(diào)壓縮機(jī)是汽車空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其中斜盤式空調(diào)壓縮機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)可靠、機(jī)器的平衡性能較好、可達(dá)到較高的轉(zhuǎn)速等優(yōu)點(diǎn)，成為目前汽車空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用最普遍的壓縮機(jī)，約占乘用車市場(chǎng)份額的80%左右，而且有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)。
[0003]斜盤式空調(diào)壓縮機(jī)中，斜盤與穿過斜盤的主軸同速轉(zhuǎn)動(dòng)，斜盤通過滑履與活塞連接驅(qū)動(dòng)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，再通過吸氣與排氣的單向控制完成氣體的壓縮；斜盤轉(zhuǎn)速可控制活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率，斜盤和主軸之間的角度可以調(diào)節(jié)，由斜盤的傾斜角控制活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程的大小。斜盤的性能直接決定壓縮機(jī)的壽命，因此是斜盤式空調(diào)壓縮機(jī)非常關(guān)鍵的部件。
[0004]斜盤式空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)初期，潤滑油尚未到達(dá)斜盤表面，斜盤需要在沒有潤滑油的干燥條件下運(yùn)行；在潤滑油到達(dá)斜盤的表面之后，斜盤仍需在高速和高載荷下運(yùn)行(轉(zhuǎn)速和載荷不斷變化)，所以說，斜盤的運(yùn)行條件是非常苛刻的，因此要求斜盤在無潤滑油狀態(tài)(干摩擦)和潤滑油狀態(tài)下都具有良好的耐磨和抗卡塞性能。
[0005]斜盤由基板與耐磨涂層構(gòu)成，是在鋼或鋁的基板上沉積一層厚度為20~30微米的高分子層，該高分子層為二硫化鑰、石墨、PTFE和基礎(chǔ)樹脂以及部分增強(qiáng)材料所構(gòu)成的耐磨涂層，又稱滑動(dòng)接觸層。斜盤的制備與選材直接決定了斜盤的性能，包括斜盤的耐磨性、耐熱性以及自潤滑性?；A(chǔ)樹脂在耐磨涂層中起到粘接的作用，并且由于樹脂材料的固有缺陷，其耐熱性較其他組分偏低，因此，要求構(gòu)成斜盤的基礎(chǔ)樹脂除了具有優(yōu)異的粘接性、耐磨性外，還需具有好的耐熱性。
[0006]現(xiàn)有的用于斜盤制備的基礎(chǔ)樹脂一般為聚酰亞胺或者聚酰胺酰亞胺，其能夠一定程度上改善斜盤的自潤滑性能，但是由此構(gòu)成的耐磨涂層的摩擦性，特別是干摩擦性能，以及粘接性還需提高；另外還有一些關(guān)于將聚醚酮、聚醚砜或者聚醚砜酮材料用于斜盤的報(bào)道，此類材料具有一定的耐熱性，但是粘接性差，與其余材料的相容性差；并且現(xiàn)有的基礎(chǔ)樹脂不能溶于諸如丙酮的常規(guī)溶劑，都需要毒性較大、不環(huán)保的溶劑才能溶解，有害于社會(huì)環(huán)境，同時(shí)現(xiàn)有的基礎(chǔ)樹脂的固化工藝很苛刻，都需要超過300°C，時(shí)間都為幾小時(shí)，不僅增加制備難度，更增加了社會(huì)能耗。
[0007]所以尋找一種高分子材料作為基礎(chǔ)樹脂，既能滿足斜盤的耐磨、耐熱性，又能夠簡(jiǎn)化斜盤的制備，同時(shí)環(huán)保，很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種基于氰酸酯的斜盤的制備方法，由其制備的斜盤既有優(yōu)異的耐熱性、耐磨性，而且固化后無需機(jī)加工即可滿足安裝精度要求。[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于氰酸酯的斜盤的制備方法，包括以下步驟:
[0010](I)催化劑的制備:將氯化甲基錫與巰基乙胺溶于乙醇，60°C反應(yīng)3小時(shí)；然后升溫至回流溫度，反應(yīng)2小時(shí)；最后減壓除去溶劑得到無色透明液體為催化劑；其中氯化甲基錫與巰基乙胺的摩爾比為1: (3-4);
[0011](2)氰酸酯/環(huán)氧樹脂共聚物的制備:100°C下，將氰酸酯單體、催化劑與環(huán)氧樹脂單體加入到燒杯中，反應(yīng)30分鐘，將液體倒入托盤中，自然冷卻得到固體即為氰酸酯/環(huán)氧樹脂共聚物；各原料的質(zhì)量配比為:
[0012]氰酸酯單體 100份
[0013]環(huán)氧樹脂單體5-20份
[0014]催化劑0.01-0.05 份
[0015](3)耐磨涂層的配制:將氰酸酯/環(huán)氧樹脂共聚物溶于丙酮得到質(zhì)量濃度為35-40%的共聚物丙酮溶液；然后將PTFE、二硫化鑰、氟化石墨以及增強(qiáng)材料納米三氧化二鋁混合均勻，得到固體潤滑劑；最后將共聚物丙酮溶液與固體潤滑劑混合均勻，得到耐磨涂層溶液；所述耐磨涂層中各組分的質(zhì)量配比為:
[0016]
氰酸酯/環(huán)氧樹脂共聚物40-60份
PTFE20-50 份
二硫化鉬10-30份
氟化石墨5-10份
納米三氧化二鋁1-10份
[0017](4)噴涂:先將基板在100°C預(yù)熱；然后在基板兩側(cè)噴涂耐磨涂層溶液；溶液噴出量10-15g ;噴涂時(shí)間2-3s ；
[0018](5)固化:噴涂有耐磨涂層的基板經(jīng)過固化，得到所述基于氰酸酯的斜盤；固化工藝為:120°C保溫10分鐘，再升溫至150°C保溫10分鐘，然后升溫至180°C保溫10分鐘，再升溫至200°C保溫10分鐘，最后升溫至240°C保溫10分鐘。
[0019]優(yōu)選的，所述基板的材質(zhì)為45#鋼。45#鋼廣泛用于機(jī)械制造，具有機(jī)械性能好、強(qiáng)度高和切削加工性能好等優(yōu)點(diǎn)；其綜合力學(xué)性能要優(yōu)于其他中碳結(jié)構(gòu)鋼，具有較高的強(qiáng)度和韌性等優(yōu)點(diǎn)。
[0020]上述技術(shù)方案中，所述PTFE的粒徑為1-1Oum ;所述二硫化鑰的粒徑為l_5um ;所述氟化石墨的粒徑為1-1Oum;所述納米三氧化二鋁的粒徑為20-100nm;優(yōu)選的，所述PTFE的粒徑為3-5um ;所述二硫化鑰的粒徑為2-3um ;所述氟化石墨的粒徑為3_5um ;所述納米三氧化二鋁的粒徑為40-60nm。
[0021]優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述耐磨涂層由以下質(zhì)量配比的組分組成:
[0022]氰酸酯/環(huán)氧樹脂共聚物45-55份
PTFE35-40 份
二硫化鉬15-20份
氟化石墨7-8份
納米三氧化二鋁5-7份。
[0023]優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述步驟(4)中基板在噴涂耐磨涂層溶液前經(jīng)過表面磷化或鈦化處理，提高了耐磨涂層與基板的結(jié)合強(qiáng)度。
[0024]氰酸酯/環(huán)氧樹脂共聚物雖然被報(bào)道過，但各個(gè)具體的部件對(duì)其性能的要求全然不同，有的需要良好的電性能，有的看中優(yōu)異的力學(xué)性能，其中如何得到性能適合的共聚物是各個(gè)應(yīng)用的關(guān)鍵，本發(fā)明利用環(huán)氧樹脂改善了氰酸酯的韌性，同時(shí)未降低其粘接性與耐熱性，以此為基礎(chǔ)獲得的斜盤耐熱、耐磨性優(yōu)異。
[0025]本發(fā)明制備的基礎(chǔ)樹脂可以溶于丙酮常規(guī)溶劑配成共聚物溶液，再與其余組分混合，然后噴涂至基板兩側(cè)；所利用的聚合物與其余組分相容性好，能夠使得其余組分在其中分散均勻，這對(duì)于斜盤很重要，因?yàn)樾北P的耐磨涂層很薄，若是構(gòu)成涂層的各組分相容性差，會(huì)導(dǎo)致基板表面的涂層分布不均、缺陷很多，嚴(yán)重影響斜盤的穩(wěn)定性與使用壽命。
[0026]在加熱條件下，熱固性樹脂會(huì)進(jìn)一步固化，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而體現(xiàn)出樹脂的優(yōu)異性能，此時(shí)，加熱條件，包括溫度與時(shí)間，對(duì)樹脂的固化程度有影響，從而影響固化樹脂的性能，進(jìn)一步影響斜盤的性能；并且催化劑對(duì)氰酸酯的固化以及固化后的性能影響很大，特別對(duì)于用于斜盤的樹脂來說，要求樹脂在預(yù)聚制備共聚物的時(shí)候多發(fā)生共聚，并且聚合慢，在固化時(shí)，要求三嗪環(huán)快速生成以保證耐磨涂層的性能，同時(shí)環(huán)氧樹脂與氰酸酯的固化過程需要接近。本發(fā)明熱處理得到的耐磨涂層固化合理，由此得到的斜盤性能優(yōu)異。
[0027]本發(fā)明中氰酸酯單體可選用常規(guī)氰酸酯單體，比如雙酚A型氰酸酯單體或者雙酚F氰酸酯單體；環(huán)氧樹脂單體可選用常規(guī)環(huán)氧樹脂單體，比如雙酚A型環(huán)氧樹脂單體或者酚醛環(huán)氧樹脂單體。
[0028]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0029](I)本發(fā)明公開的用于汽車空調(diào)壓縮機(jī)斜盤的基礎(chǔ)樹脂可以溶于丙酮，后處理溫度低、時(shí)間短，耐熱性好，與其余組分的相容性佳，以此為基礎(chǔ)配制的耐磨涂層與基板粘接良好。
[0030](2)本發(fā)明公開的斜盤用耐磨涂料組成合理，各組分分布均勻，與基底材料粘接優(yōu)異，并且噴涂厚度易于調(diào)控，固化后無須機(jī)加工即可滿足安裝精度要求。
[0031](3)本發(fā)明將可以溶于丙酮的基礎(chǔ)樹脂配成共聚物溶液，再與其余組分混合，然后噴涂至基板兩側(cè)，經(jīng)加熱得到斜盤，無需再精加工；制備過程簡(jiǎn)單可控，避免了現(xiàn)有技術(shù)中有毒溶劑的使用，降低了后處理?xiàng)l件，既環(huán)保，又降低了成本。
[0032](4)本發(fā)明利用氰酸酯/環(huán)氧樹脂共聚物作為基礎(chǔ)樹脂，配合其余合理組分制備得到的斜盤耐磨性能、耐熱性能優(yōu)異，外觀均勻光滑，是一種性能優(yōu)異、成本低、環(huán)保的汽車空調(diào)壓縮機(jī)斜盤的制備方法。
【具體實(shí)施方式】[0033]下面結(jié)合實(shí)施例、對(duì)比例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0034]合成例一
[0035]催化劑的制備:
[0036]將氯化甲基錫與巰基乙胺溶于乙醇，60°C反應(yīng)3小時(shí)；然后升溫至回流溫度，反應(yīng)2小時(shí)；最后減壓除去溶劑得到無色透明液體為催化劑。氯化甲基錫與巰基乙胺的摩爾比為1: 3。該催化劑在100°C的預(yù)聚溫度下，緩慢的催化氰酸酯與環(huán)氧的聚合；當(dāng)溫度升至150°C以上的時(shí)候，快速催化樹脂固化。
[0037]實(shí)施例一
[0038]一種基于氰酸酯的斜盤，制備包括以下步驟:
[0039](1)共聚物的制備，100°C下，將1000g雙酚A氰酸酯單體、0.1g催化劑與50g雙酚A環(huán)氧樹脂單體加入到燒杯中，反應(yīng)30分鐘，將液體倒入托盤中，自然冷卻得到固體即為氰酸酯/環(huán)氧樹脂共聚物；
[0040](2)耐磨涂層的配制:將氰酸酯/環(huán)氧樹脂共聚物溶于丙酮得到質(zhì)量濃度為35%的共聚物丙酮溶液；然后將PTFE、二硫化鑰、氟化石墨以及增強(qiáng)材料納米三氧化二鋁混合均勻，得到固體潤滑劑；最后將共聚物丙酮溶液與固體潤滑劑混合均勻，得到耐磨涂層溶液；各組分的質(zhì)量配比為:
[0041]
【權(quán)利要求】
1.一種基于氰酸酯的斜盤的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)催化劑的制備:將氯化甲基錫與巰基乙胺溶于乙醇，60°c反應(yīng)3小時(shí)；然后升溫至回流溫度，反應(yīng)2小時(shí)；最后減壓除去溶劑得到無色透明液體為催化劑；其中氯化甲基錫與巰基乙胺的摩爾比為1: (3-4); (2)氰酸酯/環(huán)氧樹脂共聚物的制備:100°C下，將氰酸酯單體、催化劑與環(huán)氧樹脂單體加入到燒杯中，反應(yīng)30分鐘，將液體倒入托盤中，自然冷卻得到固體即為氰酸酯/環(huán)氧樹脂共聚物；各原料的質(zhì)量配比為: 氰酸酯單體 100份 環(huán)氧樹脂單體5-20份 催化劑0.01-0.05份 (3)耐磨涂層的配制:將氰酸酯/環(huán)氧樹脂共聚物溶于丙酮得到質(zhì)量濃度為35-40%的共聚物丙酮溶液；然 后將PTFE、二硫化鑰、氟化石墨以及增強(qiáng)材料納米三氧化二鋁混合均勻，得到固體潤滑劑；最后將共聚物丙酮溶液與固體潤滑劑混合均勻，得到耐磨涂層溶液；所述耐磨涂層中各組分的質(zhì)量配比為:氰酸酯/環(huán)氧樹脂共聚物40-60份PTFE20-50 份二硫化鉬10-30份氟化石墨5-10份納米三氧化二鋁1-10份 (4)噴涂:先將基板在100°C預(yù)熱；然后在基板兩側(cè)噴涂耐磨涂層溶液；溶液噴出量10-15g ;噴涂時(shí)間2-3s ； (5)固化:噴涂有耐磨涂層的基板經(jīng)過固化，得到所述基于氰酸酯的斜盤；固化工藝為:120°C保溫10分鐘，再升溫至150°C保溫10分鐘，然后升溫至180°C保溫10分鐘，再升溫至200°C保溫10分鐘，最后升溫至240°C保溫10分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于氰酸酯的斜盤的制備方法，其特征在于:所述基板的材質(zhì)為45#鋼ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于氰酸酯的斜盤的制備方法，其特征在于: 所述PTFE的粒徑為1-1Oum ； 所述二硫化鑰的粒徑為l_5um ； 所述氟化石墨的粒徑為1-1Oum ； 所述納米三氧化二鋁的粒徑為20-100nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于氰酸酯的斜盤的制備方法，其特征在于: 所述PTFE的粒徑為3-5um ； 所述二硫化鑰的粒徑為2-3um ； 所述氟化石墨的粒徑為3-5um ； 所述納米三氧化二鋁的粒徑為40-60nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于氰酸酯的斜盤的制備方法，其特征在于:所述耐磨涂層由以下質(zhì)量配比的組分組成:氰酸酯/環(huán)氧樹脂共聚物45-55份PTFE35-40 份二硫化鉬15-20份氟化石墨7-8份納米三氧化二 鋁5-7份。
【文檔編號(hào)】C09D127/18GK103881561SQ201410126799
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】韓建, 布占印, 宋曉靜 申請(qǐng)人:嘉善友力軸承有限公司