CN104387865B - 一种高温型氟橡胶弹性耐磨涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料材料技术领域,主要用于制备金属橡胶复合板材料,具体为一种高温型氟橡胶弹性耐磨涂料及其制备方法,该高温型氟橡胶弹性耐磨涂料包括100份氟橡胶生胶、5份吸酸剂、5润滑填料、2份硫化剂、10~30份交联剂、2~5份有机胺固化剂和500~800份有机溶剂。该高温型氟橡胶弹性耐磨涂料经密炼、辐照、溶解和过滤制成。采用本发明制备的氟橡胶涂料耐腐蚀、耐温和耐磨强度高、室温固化速度较快,其制备方法生产工艺简单、成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及涂料材料技术领域,主要用于制备金属橡胶复合板材料,具体为一种高温型氟橡胶弹性耐磨涂料及其制备方法。
背景技术
氟橡胶防腐涂料由于具有耐高温、耐油、耐高真空及耐酸碱、耐各种化学药品的特点,适用于现代航空、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能等尖端技术及汽车、造船、化学、电讯、仪器、机械、化工厂、炼油厂、油井钻台等各种领域;还可用于腐蚀性极强的而且有一定温度的贮槽管道、泵和阀门、排气管道、烟囱等;也可用作各种橡胶塑料的保护层和各种纤维织物、玻璃布的涂层;特别适用于脱硫塔、化学储罐等高温恶劣环境的内防腐,以及汽车发动机的密封垫圈等;国内氟橡胶密封制品普遍采用的是模压成型,但用于密封垫片薄涂层,只能采用将橡胶体制成涂料然后施工的方式,目前国内少数研究机构如山东东岳、江苏梅兰等已经在此领域取得了一定进展,但仍存在涂层的性能不佳和生产工艺复杂等问题,使得生产的产品与国外进口产品仍然存在着较大差距,难以得到推广。因而人们采用金属橡胶涂层复合板,以金属板为基材,采用先进的加工工艺在金属板表面涂上不同厚度的橡胶材料的一类板材。中国专利CN94191478.X和CN97198822.6都公开了一种氟橡胶涂料组合物及基材表面的改性方法,但其改性方法需要在150-250℃下烧结,使用效果和范围受到限制;中国专利CN200810180314.9中公开了一种耐高温橡胶涂料机器制备方法,虽然其能够在常温固化并具有耐温性,但多异氰酸酯的引入使涂料的储存性降低。氟橡胶复合板的密封性能在静密封领域相比较其他密封材料有着显著的优势:适用性广,密封性好,耐高温、高压,耐油、耐腐蚀,环保、易加工储存等。但是,目前的氟橡胶涂层存在着氟橡胶涂层附着力差,氟橡胶涂层的抗压溃性能和气密性达不到高性能发动机的要求。
发明内容
本发明针对为了解决现有氟橡胶涂料存在气密性低、固化速度慢、耐磨强度不高的问题;而提供了一种气密性、耐温和耐磨强度较高、室温固化速度较快,其制备方法生产工艺简单、成本低廉的高温型氟橡胶弹性耐磨涂料及其制备方法高温型氟橡胶弹性耐磨涂料。
本发明的另外一个目的是提供以上所述的高温型氟橡胶弹性耐磨涂料的制备方法。
本发明的技术方案为:
一种高温型氟橡胶弹性耐磨涂料,该高温型氟橡胶自润滑耐磨涂料按重量份数计包括:100份氟橡胶生胶、5份吸酸剂、5份润滑填料、2份硫化剂、10~30份交联剂、2~5份有机胺固化剂和500~800份有机溶剂。该高温型氟橡胶弹性耐磨涂料经密炼、辐照、溶解和过滤制成。
高温型氟橡胶弹性耐磨涂料的制备方法,该制备方法按下述步骤进行:按重量份数比称取100份氟橡胶生胶、5份吸酸剂、5份润滑填料、2份硫化剂、10~30份交联剂、2~5份有机胺固化剂、500~800份有机溶剂,然后将氟橡胶生胶、吸酸剂、润滑填料和硫化剂在橡胶密炼机上混炼均匀得到密炼氟橡胶,经50~1000kGy剂量γ射线辐照2h,再将密炼氟橡胶溶于有机溶剂中,再加入交联剂和有机胺固化剂,然后强力搅拌和超声分散溶解,过滤即得高温型氟橡胶弹性耐磨涂料。
所述的氟橡胶生胶为含氟70%的三元高氟橡胶;所述的吸酸剂为氢氧化钙;所述的润滑填料为经超微粉碎的硅粉、钙粉、滑石粉、炭黑、铁红、高岭土及硅酸钙中的任意一种或其中几种的组合物;所述的硫化剂为六亚甲基己二胺氨基甲酸盐;所述的交联剂为丙烯酸锌、甲基丙烯酸锌和二甲基丙烯酸锌中的任意一种或其中几种的组合物。
所述的有机固化剂为脂肪族胺类固化剂中的任意一种或其中几种的组合物;所述的脂肪族胺类固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、二丙烯三胺或二甲胺基丙胺。
所述的有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮或四氢呋喃有机溶剂中的任意一种或其中几种的组合物。
所述的密炼是指将氟橡胶生胶、吸酸剂、润滑填料和硫化剂在橡胶密炼机上混炼至无明显白点;所述的超声分散溶解,为密炼氟橡胶、交联剂和有机胺固化剂在高速搅拌器和超声波作用下溶解分散完全至无明显团状物;所述的过滤是指将有机溶剂溶液通过20μm的四氟微膜,滤掉粗颗粒不溶物质。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(一)本发明的氟橡胶涂料中氟橡胶、交联剂和润滑填料相互协同作用,使室温硫化速度加快,润滑性变强,从而提高了气密性、耐温性、固化速度和耐磨强度。
(二)可在260摄氏度以下长期工作,在290摄氏度以下短期工作;具有优良的化学稳定性,能够长期在高温状态下耐强酸、强碱、强溶解、盐、石油产品、烃类等腐蚀介质;涂层的附着力强,抗干湿交替性好,对基体(钢铁、水泥、木料)附着力好,具有良好的耐磨、抗冲击性能,弹性好;对化学腐蚀介质、日光、臭氧和辐射具有十分稳定的性能。
(三)、涂装工艺简单,可以常温快速固化,不受场地、环境温度等的限制,涂装工艺简单、成本低廉。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
各实施例和比较例所用原料,除另有说明外,均为涂料用工业级市售品。制备氟橡胶涂料所用设备均为涂料工业常规设备。
实施例1:氟橡胶涂料A
配方如下表1所示。
组分 | 原料名称及规格 | 用量(g) |
氟橡胶生胶 | 含氟70%的三元高氟橡胶 | 100 |
吸酸剂 | 氢氧化钙1500目 | 5 |
润滑填料 | 硅粉1500目 | 5 |
硫化剂 | N,N-双肉桂醛缩-1,6-己二胺 | 2 |
交联剂 | 丙烯酸锌 | 30 |
有机胺固化剂 | 己二胺 | 5 |
有机溶剂 | 乙酸乙酯 | 800 |
将表1中氟橡胶生胶、吸酸剂、润滑填料和硫化剂在橡胶密炼机上混炼均匀得到密炼氟橡胶,经50~1000kGy剂量γ射线辐照2h,再将密炼氟橡胶溶于有机溶剂中,再加入交联剂和有机胺固化剂,然后强力搅拌和超声分散溶解,经20微米四氟微膜过滤即得氟橡胶涂料A。
实施例2:氟橡胶涂料B
配方如下表2所示。
组分 | 原料名称及规格 | 用量(g) |
氟橡胶生胶 | 含氟70%的三元高氟橡胶 | 100 |
吸酸剂 | 氢氧化钙1500目 | 5 |
润滑填料 | 硅粉1500目 | 5 |
硫化剂 | N,N-双肉桂醛缩-1,6-己二胺 | 2 |
交联剂 | 丙烯酸锌 | 10 |
有机胺固化剂 | 己二胺 | 2 |
有机溶剂 | 乙酸乙酯 | 500 |
将表1中氟橡胶生胶、吸酸剂、润滑填料和硫化剂在橡胶密炼机上混炼均匀得到密炼氟橡胶,经50~1000kGy剂量γ射线辐照2h,再将密炼氟橡胶溶于有机溶剂中,再加入交联剂和有机胺固化剂,然后强力搅拌和超声分散溶解,经20微米四氟微膜过滤即得氟橡胶涂料B。
实施例3:氟橡胶涂料C
配方如下表3所示。
组分 | 原料名称及规格 | 用量(g) |
氟橡胶生胶 | 含氟70%的三元高氟橡胶 | 100 |
吸酸剂 | 氢氧化钙1500目 | 5 |
润滑填料 | 硅粉1500目 | 5 |
硫化剂 | N,N-双肉桂醛缩-1,6-己二胺 | 2 |
交联剂 | 甲基丙烯酸锌 | 30 |
有机胺固化剂 | 乙二胺 | 5 |
有机溶剂 | 乙酸丁酯 | 800 |
将表1中氟橡胶生胶、吸酸剂、润滑填料和硫化剂在橡胶密炼机上混炼均匀得到密炼氟橡胶,经50~1000kGy剂量γ射线辐照2h,再将密炼氟橡胶溶于有机溶剂中,再加入交联剂和有机胺固化剂,然后强力搅拌和超声分散溶解,经20微米四氟微膜过滤即得氟橡胶涂料C。
实施例4:氟橡胶涂料
配方如下表4所示。
组分 | 原料名称及规格 | 用量(g) |
氟橡胶生胶 | 含氟70%的三元高氟橡胶 | 100 |
吸酸剂 | 氢氧化钙1500目 | 5 |
润滑填料 | 硅粉1500目 | 5 |
硫化剂 | N,N-双肉桂醛缩-1,6-己二胺 | 2 |
交联剂 | 甲基丙烯酸锌 | 10 |
有机胺固化剂 | 乙二胺 | 2 |
有机溶剂 | 乙酸丁酯 | 500 |
将表1中氟橡胶生胶、吸酸剂、润滑填料和硫化剂在橡胶密炼机上混炼均匀得到密炼氟橡胶,经50~1000kGy剂量γ射线辐照2h,再将密炼氟橡胶溶于有机溶剂中,再加入交联剂和有机胺固化剂,然后强力搅拌和超声分散溶解,经20微米四氟微膜过滤即得氟橡胶涂料D。
实施例5:氟橡胶涂料E
配方如下表5所示。
将表1中氟橡胶生胶、吸酸剂、润滑填料和硫化剂在橡胶密炼机上混炼均匀得到密炼氟橡胶,经50~1000kGy剂量γ射线辐照2h,再将密炼氟橡胶溶于有机溶剂中,再加入交联剂和有机胺固化剂,然后强力搅拌和超声分散溶解,经20微米四氟微膜过滤即得氟橡胶涂料E。
对比例1:氟橡胶涂料F
配方和例1完全一致,制备工艺去掉了密炼氟胶后的辐照步骤,其余步骤和例1一致,得氟橡胶涂料F。
对比例2:氟橡胶涂料G
配方中润滑填料和吸酸剂细度放到了500目,其余例1一致,制备工艺去掉了经20微米四氟微膜过滤步骤,其余步骤和例1一致,得氟橡胶涂料G。
对比例3:氟橡胶涂料H
配方中去掉了交联剂、固化剂,其余配方和例1一致,制备工艺和例1一致,得氟橡胶涂料H。
表6示出了实施例和比较例的结果
将表6数据进行对比发现,用本发明一种高温型氟橡胶弹性耐磨涂料(实施例1、2、3)与反应条件变化得的涂料(比较例1、2和3)相比,具有如下优点:①室温固化速度快,涂料储存稳定性和涂膜光泽提高;②对腐蚀介质(盐、碱、酸)的耐性改善,对腐蚀介质的抗渗透性提高;③耐温性能(长期工作温度)也得到明显提高;④耐老化、耐盐雾性能更加优异。由此证明本发明高温型氟橡胶弹性耐磨涂料所组成的涂料能实现涂层对底材的长久保护。
Claims (9)
1.一种高温型氟橡胶弹性耐磨涂料的制备方法,其特征在于该制备方法按下述步骤进行:按重量份数比称取100份氟橡胶生胶、5份吸酸剂、5份润滑填料、2份硫化剂、10~30份交联剂、2~5份有机胺固化剂、500~800份有机溶剂,然后将氟橡胶生胶、吸酸剂、润滑填料和硫化剂在橡胶密炼机上混炼均匀得到密炼氟橡胶,经50~1000kGy剂量γ射线辐照2h,再将密炼氟橡胶溶于有机溶剂中,再加入交联剂和有机胺固化剂,然后强力搅拌和超声分散溶解,过滤即得高温型氟橡胶弹性耐磨涂料。
2.根据权利要求1所述高温型氟橡胶弹性耐磨涂料的制备方法,其特征在于:所述的氟橡胶生胶为含氟70%的三元高氟橡胶。
3.根据权利要求1所述高温型氟橡胶弹性耐磨涂料的制备方法,其特征在于:所述的吸酸剂为氢氧化钙。
4.根据权利要求1所述高温型氟橡胶弹性耐磨涂料的制备方法,其特征在于:所述的润滑填料为经超微粉碎的硅粉、钙粉、滑石粉、炭黑、铁红、高岭土及硅酸钙中的任意一种或其中几种的组合物。
5.根据权利要求1所述高温型氟橡胶弹性耐磨涂料的制备方法,其特征在于:所述的硫化剂为六亚甲基己二胺氨基甲酸盐。
6.根据权利要求1所述高温型氟橡胶弹性耐磨涂料的制备方法,其特征在于:所述的交联剂为丙烯酸锌、甲基丙烯酸锌和二甲基丙烯酸锌中的任意一种或其中几种的组合物。
7.根据权利要求1所述高温型氟橡胶弹性耐磨涂料的制备方法,其特征在于:所述的有机胺固化剂为脂肪族胺类固化剂中的任意一种或其中几种的组合物;所述的脂肪族胺类固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、二丙烯三胺或二甲胺基丙胺。
8.根据权利要求1所述高温型氟橡胶弹性耐磨涂料的制备方法,其特征在于:所述的有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮或四氢呋喃有机溶剂中的任意一种或其中几种的组合物。
9.根据权利要求1所述的高温型氟橡胶弹性耐磨涂料的制备方法,其特征在于:所述的密炼是指将氟橡胶生胶、吸酸剂、润滑填料和硫化剂在橡胶密炼机上混炼至无明显白点;所述的超声分散溶解,为密炼氟橡胶、交联剂和有机胺固化剂在高速搅拌器和超声波作用下溶解分散完全至无明显团状物;所述的过滤是指将有机溶剂溶液通过20μm的四氟微膜,滤掉粗颗粒不溶物质。
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