1、环氧树脂涂料摩擦磨损性能研究环氧树脂涂料摩擦磨损性能研究报告人：伍方 日期：2013.10.252013.10.25环氧树脂简介环氧无机粒子摩擦磨损性能总结与展望无机粒子在环氧树脂中的分散环氧树脂分类环氧树脂分类n缩水甘油醚类：n缩水甘油酯类：n缩水甘油胺类：n脂环族环氧树脂：n脂肪族环氧树脂：双酚A型环氧树脂，其通式为：用量最大用量最大化学链段化学链段/功能基团功能基团-性质性质可设计性可设计性优点优点：n优异的粘结性n耐磨蚀性好n良好的分散性能,能同各种填料、树脂、助剂互溶n固化收缩率低n设备简单，施工方便缺点：缺点：n固化后交联密度高，呈三维网络结构，脆性大n内部存在较大的内应力n摩擦磨
2、损性能较差F通常与无机填料复合来获得良好的减摩耐磨效果。应应用用涂料（减阻、耐磨、防污、防腐）涂料（减阻、耐磨、防污、防腐）粘接剂（交通运输、宇航、建筑）粘接剂（交通运输、宇航、建筑）电子电子/机电材料（电力工业、机电材料（电力工业、LED封装）封装）复合材料（风机叶片）复合材料（风机叶片）环氧树脂涂层基本组成*基料基料*固化剂（胺类、酸酐类、咪唑类等）固化剂（胺类、酸酐类、咪唑类等）溶剂溶剂填料（填料（SiC、Al2O3、CNTs、石墨烯）、石墨烯）助剂助剂8固化物915.31原料环氧树脂固化前后红外光谱图微纳米粒子增强微纳米粒子增强EP摩擦磨损性能机理摩擦磨损性能机理1、填充至基体缺陷内，
3、使基体应填充至基体缺陷内，使基体应 力集中发生改变，应力被分散。力集中发生改变，应力被分散。2、使基体裂纹扩散受阻和钝化，使基体裂纹扩散受阻和钝化，最终终止裂纹发展为破坏性裂最终终止裂纹发展为破坏性裂 纹。纹。3、粒径越小，表面积越大，接触粒径越小，表面积越大，接触 面积越大，受外力作用时产生更多微裂纹，吸收更多能量。面积越大，受外力作用时产生更多微裂纹，吸收更多能量。4、当当EP受到摩擦时，微纳米粒子的剥落可以在受到摩擦时，微纳米粒子的剥落可以在EP表面形成自润滑表面形成自润滑 层，降低摩擦系数。层，降低摩擦系数。5、微纳米粒子在摩擦过程中能很好的传递和分散热量。微纳米粒子在摩擦过程中能很好
4、的传递和分散热量。增强增韧效果的影响因素粒径体积分数分散情况先升后降，超过临界值，团聚、分散差、降低交联密度粒径小，比表面积大，易发生团聚若纳米粒子发生团聚，将使树脂产生裂纹11纳米粒子的团聚机理范德华力氢键化学反应合成材料老化与应用 2010,39(2):373812分散方法（机械法和表面改性法）1、机械作用法（机械搅拌、超声波分散）最常用的方法，单独使用只能短时间的分散，一般与其他分散方法相配合 分散剂吸附于颗粒表面，降低表面能未加分散剂20000加分散剂200002、表面修饰法 硅烷偶联剂水解缩合SiRMeOOMeOMe+3H2OSiRHOOHOH+3MeOH能与环氧树脂反应的基团形成氢
5、键形成共价键16CNTs掺杂GF/EP复合材料的摩擦磨损性能的研究n酸化后的酸化后的CNTs更容易实更容易实现均匀分散现均匀分散nCNTs可以更有效地改善可以更有效地改善GF和和EP结合间的界面结合间的界面,提提高复合材料的整合度高复合材料的整合度CNTs和a一CNTs对GF/EP复合材料的摩擦系数的影响Science Technology and Engineering 2013,13(5):1397140017nCNTs具有的较强的增强、自润滑效应与良好的导热率具有的较强的增强、自润滑效应与良好的导热率nCNTs能够有效地降低复合材料的磨损率能够有效地降低复合材料的磨损率;n更好的润滑和提
6、高抗磨损率的作用更好的润滑和提高抗磨损率的作用CNTs和a一CNTs对GF/EP复合材料的磨损率的影响Science Technology and Engineering 2013,13(5):1397140018在载荷为120N!滑动速度为0.5耐S及滑动lh的作用下的磨损表面的扫描电镜图:(a)GF/Ep复合材料;(b)CNTs/GF/Ep复合材料;(e)a一CNTsCF/EP复合材料纤维的断裂及纤维与纤维的断裂及纤维与基体间的分离基体间的分离独特的自润滑特性独特的自润滑特性Science Technology and Engineering 2013,13(5):1397140019减摩
7、耐磨环氧树脂纳米复合材料的研究Si3N4含量太高，影响其分散性，使粒子易团聚，降低了粒子与基体间的含量太高，影响其分散性，使粒子易团聚，降低了粒子与基体间的界面作用力界面作用力,增强效果下降，可能成为疲劳磨损的诱发点。增强效果下降，可能成为疲劳磨损的诱发点。广东化工2010,1(37)：4547广东化工2010,1(37)：4547Si3N4与与短碳纤维之间的协调作用，可获得最佳的摩擦磨损性能，但同时与与短碳纤维之间的协调作用，可获得最佳的摩擦磨损性能，但同时也可能产生相互抑制作用，也可能产生相互抑制作用，Si3N4可能会抑制短碳纤维传导基体的能力，可能会抑制短碳纤维传导基体的能力，短碳纤维可
8、能会抑制短碳纤维可能会抑制Si3N4的分散。的分散。21广东化工2010,1(37)：4547粘着磨损粘着磨损磨粒磨损，脱落的短碳纤维和磨粒磨损，脱落的短碳纤维和Si3N4在摩擦面上在摩擦面上形成自润滑层形成自润滑层22石墨烯微片增强环氧树脂复合材料性能研究北京化工大学201323石墨烯微片含量对EP摩擦系数的影响石墨烯微片含量多EP磨损率的影响质量分数大，发生质量分数大，发生团聚界面缺陷增多团聚界面缺陷增多载荷传递，增加抗载荷传递，增加抗摩擦剪切力，且更摩擦剪切力，且更不易因裂纹而使材不易因裂纹而使材料失效，导致脱落料失效，导致脱落北京化工大学201324纯EP(a)与0.5wt%GNPs/
9、EP(b)磨痕表面形貌图北京化工大学201325对纯环氧树脂而言，环氧值越小，摩擦系数越大；26总结与展望l适量微纳米粒子的加入可有效改善环氧树脂的摩擦磨损性能，但含量太适量微纳米粒子的加入可有效改善环氧树脂的摩擦磨损性能，但含量太高，粒子容易团聚，难以分散，反而会降低环氧树脂的摩擦磨损能；高，粒子容易团聚，难以分散，反而会降低环氧树脂的摩擦磨损能；l微纳米粒子的加入可改变磨损类型，将粘着磨损转变为磨粒磨损，来增微纳米粒子的加入可改变磨损类型，将粘着磨损转变为磨粒磨损，来增强环氧树脂的摩擦磨损性能；强环氧树脂的摩擦磨损性能；l在今后的研究中，通过添加不同无机粒子或者不同粒径的无机粒子来研在今后的研究中，通过添加不同无机粒子或者不同粒径的无机粒子来研究环氧树脂的摩擦磨损性能；究环氧树脂的摩擦磨损性能；l多种类型环氧树脂共混来增强环氧树脂多种类型环氧树脂共混来增强环氧树脂l寻求更能提高环氧树脂摩擦磨损性能的微纳米填料寻求更能提高环氧树脂摩擦磨损性能的微纳米填料
