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1、 学生毕业论文学生毕业论文论文题目论文题目： 耐磨耐热涂料的制备及性能研究 班级：班级： 姓名姓名 学号：学号： 指导教师：指导教师： 起止时间：起止时间： 毕业论文2目 录论 文 摘 要 .3 一、引言 .4 二、文献综述 .4 （一）复合涂料简介.5 （二）耐高温涂料.8 （三）耐高温涂料的分类.8 （四）耐磨涂料.9 （五）耐磨填料.9 （六）磨损机理.10 （七）混合液分散方法.12 （八）本论文研究意义及主要内容.13 三、实验部分 .14 （一）涂料基本组分的确定.14 （二）超声波分散工艺的确定.15 （三）漆前表面处理.17 （四）涂覆工艺.17 （五）测试方法.17 四、聚酰
2、胺酰亚胺（PAI）/聚四氟乙烯/SiC 微粉耐热耐磨复合涂层的制备及性能.19 （一）涂料的配制及涂层制备工艺.19 （二）涂层性能测试.20 （三）结果与讨论.20 五、结论 .23 参考文献 .25 致 谢 .26毕业论文3论 文 摘 要本论文选用聚酰胺酰亚胺（PAI）和聚四氟乙烯（PTFE）为成膜基体，选用具有高硬度、高强度、耐磨损的 SiC 微粉作为增强填料，制备了一系列耐高温耐磨复合涂层。研究了复合涂层的基本性能(附着力、硬度)以及摩擦学性能(摩擦系数和磨损率)。通过观察磨痕形貌，探讨了涂层磨损机理。结果表明:由于该涂层加入了聚四氟乙烯（PTFE） ，同时又以 SiC 微粉为增强填料
3、，经过测试后得出该涂层具有很强的附着力和很高的硬度，硬度为 6H；又通过对该涂层摩擦学性能的研究及测试，可知该涂层的摩擦系数和磨损率都很低，说明该涂层具有很好的耐磨损性能；最后又对该涂层进行电镜分析可知该涂层的分子结构比较稳定，具备优异的耐磨损性能。关键词:聚酰胺酰亚胺（PAI） 聚四氟乙烯(PTFE ) 碳化硅(SiC )微粉 BD-3033 型流平剂 复合涂料 毕业论文4耐磨耐热涂料的制备及性能研究耐磨耐热涂料的制备及性能研究一、引言磨损，在人们的日常生活中十分常见。每年我国因为磨损而造成的损失不仅有国民经济上的，甚至更多的是国民人身安全问题。由于磨损通常发生在两个互相接触的材料表面，所以
4、在物体表面涂覆耐磨涂层成为减少材料磨损最直接最有效的方法。近年来，一些材料以其不同于常规材料的特殊性能，在摩擦材料改性领域得到了广泛应用，通过添加具有高硬度，高强度，良好耐磨性的填料，提高涂层的摩擦磨损性能。一般的耐磨涂层都具有一定的耐热性以抵抗摩擦过程中产生的摩擦热，但是高端技术或者苛刻环境，对耐磨涂层的耐热性能提出了更高的要求。为此，研究人员以各种具有高耐热性的高聚物作为涂料的成膜物质，制备了各种高温环境使用的耐磨涂层。这些涂层，不但表现出较高的耐温性能，而且表现出了较好的磨损性能。本实验以具有优异耐高温性能的树脂作为涂料的成膜物质，选用高硬度、高强度和耐磨损的 SiC 微粉作为增强填料，
5、制备了一系列的耐高温耐磨损涂层。系统研究了填料在涂料中的分散问题，优化了涂层的烘干工艺，测试了涂层的基本性能，重点考察了涂层的摩擦磨损性能，并通过 SEM 测试，探讨了涂层的磨损机理。二、文献综述涂料对人类社会的发展有着巨大贡献，发挥着不可替代的重要作用。将涂料涂覆在物体表面上，经过一定的烘干工艺条件后，能够在物体表面形成一层薄膜，称之为涂膜或涂层。随着 21 世纪国民经济的迅速发展，涂料行业由原本一个非常不显眼的小行业，逐步发展成为了一个在国民经济领域中不可或缺的行业。特别是近年来，我国在涂料领域引进了各种专用涂料关键性生产技术与设备(比如建筑涂料、汽车涂料、船舶涂料等)，并组建相应的生产基
6、地，使得我国在涂料生产与消费方面，跃居世界第二，进入到了世界涂料行业发展的主流。毕业论文5科学技术在飞速发展，社会需求对产品性能的要求在不断地提高，在众多领域里，单一性能的涂料己经无法满足社会所需，研究开发具有多种功能的高性能复合涂料成为了社会经济发展的迫切需求，受到研究人员的普遍关注。（一）复合涂料简介1、复合涂料的定义复合涂料，又称复合材料涂料，与复合材料有着相同的构成机理，即把两种或两种以仁宏观性质不同的材料，经过有效的复合方法整合到一起而制得的一种涂料。复合的目的是要将各种单一材料的优势性能进行优势互补。复合涂料由多组分构成，既包含有基体材料组分，又包含有增强体材料组分。其中，基体相为
7、连续相，起连接增强相以及传递应力的作用;增强相则一般表现为分散相，其主要作用为承受外部应力以及显示自身功能性。复合涂层一般既能够保持原有各个组份的重要性质，又可以经过复合达到各组成材料性能上的互补，从而得到原来各组分所不具有的多种优良性能。2、复合涂料组成复合涂料主要是由以下四部分组成：（1）成膜物质成膜物质，即涂料的基体物质，是涂料组成中最基础的物质，决定着涂料以及涂膜的基本性质。其最基本的性质是将涂料涂覆在基体材料表面，涂层固化后可形成一层薄膜，同时将增强体粘结在一起，和增强体共同保护底材表面，并使涂层具有特殊性能。成膜物质还需要具备良好的混溶能力，可与其他涂料中的必要加入组分形成均匀分散
8、。（2）颜(填)料颜料一般可以分为两种:着色颜料和体质颜料。着色颜料，赋予涂层所需要的色彩，可以起到很好的装饰保护作用;体质颜料，即通常所说的填料。填料，顾名思义，在涂料中主要发挥其填充作用。除此以外，还具有很多其他性能优势，例如:由于填料价格一般比较便宜，所以涂料中填料的使用还可以降低涂料成毕业论文6本;与单纯的树脂涂料相比，复合涂料由于填料的加入使得最终涂层的厚度也有所增加;也正是由于有填料的加入，在很多方面涂层都表现出了更好的性能(如机械性能、耐久性等:由于一些填料的组成比较细腻，加入到涂料中可以使涂层的平润性得到明显改善;大多数硅酸盐类填料可以形成紧凑结构提高涂层耐老化性;还有填料赋予
9、涂层某一种特定性能，如导电性能、防紫外性能、隔热性能等。填料种类非常多，一般大概分为两大类:纤维和颗粒。用作填料的纤维通常有碳纤、玻纤、硼纤、碳化硅纤维以及金属纤维;颗粒类主要有铝粉、铜粉、锌粉等金属粉类，无机氧化物、碳化物、氮化物(如刚玉、石英、碳化硅、氮化硅等)以及聚合物颗粒。涂料中填料的加入一定要选择合适，选用哪种填料，填料添加量的确定以及颗粒填料粒度的大小等等都会对涂层的最终性能有影响。（3）溶剂溶剂是涂料组成中不可缺少的部分(除无溶剂涂料和粉末涂料以外)。溶剂能够溶解并稀释成膜物质，改变涂料粘度，从而改变涂料施工时的表面均一性和流平性，利于完美漆膜的最终形成。溶剂本身不能够单独成膜，
10、仅仅是涂料转变成涂膜的过程物质。在涂料成膜后，溶剂一般都挥发到空气中，漆膜内很少有残留。在实际应用中，由于单一溶剂的溶解性能和施工性能不是很好，且价格不便宜，所以在配制涂料时多采用混合溶剂，这样既提高了涂料的溶解性能，改善了涂膜质量，价格也比较经济。在选择溶剂时既要考虑到溶剂的溶解性能，还要考虑溶剂的沸点和汽化热。这些溶剂性能会直接影响到涂料性能、涂料施工性能以及涂膜质量等。由于溶剂最终挥发到了大气中，这使溶剂的使用存在环境污染与资源浪费问题。所以，研究环保型涂料，减少溶剂使用量，成为现代涂料行业的努力方向。（4）助剂助剂，在涂层制备过程中起到辅助作用，它的使用可以改善涂料或者涂膜某一方面的性
11、能。助剂在涂料中的用量极少，但是发挥的作用却很大，所以成为了完美涂膜形成的必要部分。涂料助剂一般分为:配制生产涂料过程中用到的助剂，主要是润湿分散剂、乳化剂等;改善涂料储存稳定性能的助剂，主要有稳定剂、防沉剂等:改善涂料施工性能的助剂，如流平剂、防流挂剂等;改善涂膜性能的助剂，比如阻燃剂、防霉剂等。毕业论文73、复合涂料的制备方法复合涂料的制备方法有很多，比较常用的有以下几种：（1）共混法共混法是复合涂料中最简单的制备方法，包括溶液共混和乳液共混:溶液共混的操作过程是先将基体树脂溶解，然后加入填料粒子，混合均匀制得涂料，最后固化成膜;乳液共混的操作过程是先要制备好聚合物乳液，然后将增强填料粒子
12、混入其中，最后成膜。共混法的操作十分简便，这正是该种方法的优点所在。（2）溶胶一凝胶法共混法中由于分散是难点，所以有共混法制得的复合材料中往往或多或少的存在相分离现象，通过溶胶一凝胶法制备的复合材料则克服了该种现象，极大地降低了填料粒子相分离的可能性。由该方法制得的复合材料具有无机一有机混杂一起的纳米杂化微观结构，以及热力学稳定性能。（3）聚合物基体原位聚合法原位聚合法是指有机单体在含有纳米粒子的胶体溶液中，在一定的条件下发生原位聚合反应生成高聚物，最终得到纳米粒子作为分散相的复合材料。该方法中一定要注意胶体溶液的稳定性，要能够使胶体粒子之间不发生团聚。如果纳米粒子经过表面修饰，则利于形成稳定胶体。复合涂料，虽然其表现出良好的性能优势，但是该材料目前还存有如下问题:
