环氧树脂复合耐磨涂层研究(2)
1.1 复合耐磨涂层的研究现状
1.2复合耐磨涂层简介
1.2.1复合耐磨涂层的定义
复合耐磨涂层是指将具有耐磨性的陶瓷颗粒加入到高分子中并涂敷在零件表面所形成的一种新型防护材料[13]。在一些冲蚀磨损条件下，以环氧树脂为基体的耐磨胶粘涂层材料，因为具有良好的机械强度和硬度以及较好的抗热震性和抗化学腐蚀性而得到了一定程度的应用。
1.2.2复合耐磨涂层的组成
（1） 胶粘剂
胶粘剂的作用是把涂层中的各种材料包容，并牢固地粘着在基板表面形成涂层。因此，要求胶粘剂对基板（金属）的粘结强度尽可能地高。其次，由于它还要作为涂层的基板，因而固化物还应具有较高的机械强度及优良的抗老化性，其弹性模量和稳定性也要高。粘料通常选环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨脂、聚醚醚酮、聚醚砜等。环氧树脂是粘结强度较高的胶粘剂，也具有上述要求的某些特征[14]。然而，环氧树脂固化物抗冲击强度较低。低耐磨性和摩擦特性还不能满足耐磨涂层的要求，因此要满足涂层机械性能及摩擦特性等要求必须加入其他组分。
环氧树脂的特征是分子结构中含有环氧基。在涂料工业中常用的环氧树脂是由环氧氯丙烷和二酚基丙烷在碱的作用下缩聚而成的高分子化合物，其平均分子量在300-7000之间，呈粘稠状液体或坚硬的固体，一般称为双酚A型环氧树脂。
环氧树脂具有以下特点：良好的分散性能，能同各种耐磨颗粒、树脂、助剂互溶；较好的耐化学药品性，尤其是耐碱性；收缩性小；具有良好的韧性、硬度、柔软性和优良的耐水性。又由于环氧树脂对各种金属和大部分非金属都有良好的粘接强度，故有“万能胶”的美称，因此它在粘涂技术中应用最为广泛。
（2） 固化剂
在环氧胶粘剂中所选用的环氧树脂是分子量很小的线性热固性树脂，本身不会固化，如果单独使用环氧树脂是没有经济价值的，必须加入一定量的固化剂使其固化，与固化剂充分混合发生化学反应后才能形成耐磨涂层[13]。
它的作用是与胶粘剂发生化学反应，形成网状立体聚合物。固化剂的种类、加量、混合均匀程度及固化条件均对固化后形成的耐磨涂层的性能及粘着牢固程度影响甚大。耐磨涂料使用时必须严格按产品使用说明规定的比例来加入固化剂，固化剂加量过多或过少均会影响涂层的使用效果及寿命。
（3） 硬质颗粒
高分子涂层质地硬而脆，耐开裂性、抗冲击性、耐湿热性差，所以高分子涂层还要通过表面改性来提高耐磨性，如涂层表面氟化处理、表面光聚合、等离子处理；添加陶瓷颗粒等。
对于耐磨复合材料涂料，硬质颗粒是至关重要的一个组成部分。陶瓷颗粒相比于高分子涂层具有更好的硬度，其耐磨能力也远高于高分子涂层，陶瓷颗粒填充高分子涂层能显著改善其耐磨性能。陶瓷颗粒高分子复合涂层能有效地提高涂层的耐磨性，这主要利用了陶瓷颗粒在基体中参与摩擦，且无机颗粒也可以在摩擦过程中起到润滑作用，降低磨损率。
耐磨胶粘涂层填料一般包括一种或多种具有一定大小的粉末或纤文，如金属粉末、氧化物、碳化物、氮化物甚至硼化物等硬质颗粒或纤文、石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等减磨材料。耐磨涂层中填料含量的高低对涂层的摩擦性能和耐磨性有很大的影响。填料增加，涂层与金属之间的摩擦系数降低，涂层的机械强度有所下降，超过一定量后磨损率反而增大。
环氧树脂改性用的陶瓷颗粒还有Al2O3、ZrO2、SiO2等。
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