传动系统耐磨涂层的研制
周 媛,陈 先,王志政,梁忠旭
（海洋化工研究院，山东青岛266071）

磨损普遍存在于生产和生活中，很早就被人们所注意并进行研究。其目的就是根据不同的磨损情况，而采用有效的方法和措施，尽可能地防止或减少磨损。多年来，对机械零件失效的研究结果表明：由于磨损造成的失效大都发生在材料的表面。一个有效而合适的解决方法是在材料表面涂覆强化涂层，不但可以降低磨损，而且可以不改变整体材质，从而显著地节约成本[1～2]。在国内外对复合涂层磨损性能的研究也很多[3～5]。本文针对应用于综合液力系统传动轴的耐磨涂层进行研究，为传动系统提供一种质优价廉的防护涂层。通过涂层抗磨损性能的研究，解决在极端条件下的润滑问题，减少启动摩擦系数，当其它润滑手段失效时，起到补救润滑作用，同时减少对偶件的磨损，提高传动轴使用寿命。

1 实验部分
1.1 实验原料
甲基丙烯酸甲酯（M M A），甲基丙烯酸羟丙酯（H P M A）和甲基丙烯酸（M A A），均是工业级，英国ICI 公司；丁腈橡胶（丙烯腈含量40%），日本合成橡胶公司；丙烯晴- 丁二烯- 苯乙烯共聚物（ABS），工业级，兰州化学工业公司；促进剂，工业级，自制；异丙苯过氧化氢K80（CHP），工业级，抚顺化工厂；二硫化钼（MoS2），工业级，陕西金堆城钼业公司。
1.2 主要仪器设备
QZM 型锥形磨，天津中环试验仪器厂；101A-2型数显电热鼓风干燥箱，上海实验仪器厂；WE-1 000A 型万能材料试验机，上海材料试验机厂；XK-550 型开放式炼胶机，四川亚西机械厂；溶解罐，自制。
1.3 涂层性能的测试
涂层的各项性能测试凡有国标的均按国标规定的方法检测，部分性能按海洋化工研究院企业标准Q/HHY216-2000 规定的方法测试。
1.4 涂层性能与评价(见表1)

2 结果与讨论
2.1 涂层基料的选择
基料是涂层的重要组成部分，它不仅将各组分粘附于基材表面形成完整的涂层，更主要的是对涂层理化性能起着关键的作用。用作耐磨涂层的基料有甲基丙烯酸酯、羟基丙烯酸酯、其它单官能团的丙烯酸酯和酰胺、双官能团的丙烯酸酯等。由于甲基丙烯酸甲酯均聚物的玻璃化温度较高，与其胶液中其它组分的相容性好，因此选其为主要基料。考虑到含羟基的丙烯酸酯有利于改进涂层与基材的粘接强度，因而选用了HPMA。为了提高固化速度而不降低产品的综合性能，加入M A A 。M A A 用量对耐磨涂层固化速度和剪切强度的影响如表2 所示。

从表2 可以看出，加入MAA，加速了耐磨涂层的固化时间；不加MAA 时，24h 固化；当加入MAA3% 时，0.5h 就固化了，而且随着MAA 用量的增加，固化时间的延长，剪切强度也随之增大。
2.2 增韧弹性体的选择
据文献报道：增韧弹性体大多数采用氯磺化聚乙烯和丁腈橡胶，也有采用PU橡胶、丙烯酸酯橡胶、ABS、氯化聚醚等。考虑到在所选用单体的溶解性、稳定性、自由基反应时的活性以及对固化产物的增韧效果，同时又考虑到其耐油性和经济性，选择了丁腈橡胶辅以ABS 树脂增韧体系，加入ABS 不仅可以提高强度还可以减少厌氧性。增韧弹性体对耐磨体系粘接强度的影响见表3。由表3 可以看出，丁腈橡胶辅以ABS 树脂增韧的耐磨体系粘接强度较高。

2.3 引发剂与促进剂的选择
BPO、CHP、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二异丙苯等，均可作为乙烯基单体自由基聚合室温快固化的引发剂。由于CHP 的高活性，易储存，液态便于工艺混合，因此选择它作为耐磨涂层的引发剂。叔胺、过渡金属螯合物均能与过氧化物配伍作为乙烯基单体的氧化还原引发体系。本体系选用了叔胺与钒的螯合物共同促进，效果明显。
2.4 稳定体系的选择
贮存期短是改性丙烯酸酯体系的弱点，也是应用的大障碍，因此合适的稳定剂的选择尤其重要。通常醌类、受阻酚、吩噻嗪、氨基酚均可作为阻聚剂，针对本体系所选择的氧化还原体系，选择了以氢醌为主阻聚剂的混合稳定体系，抑制和降低自由基的产生，使本耐磨涂层的贮存期达到半年。
2.5 固体润滑剂的选择
固化润滑剂有石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等，亦可混合使用[6]。实验中选用MoS2作为固体润滑剂，因为MoS2 具有低的剪切强度、高的抗压强度、高度的化学稳定性，混合后能形成坚硬的固体润滑膜，很好地粘附于底材表面。

3 结 语
所研制的耐磨涂层综合性能好，具有优异的附着力、抗冲击性和防护性能及耐磨性能，该涂层不仅适用于金属材料表面，而且适合在橡胶、尼龙块等非金属材料表面，可应用于铸造机械清理机耐磨衬里，传动带轮等领域。