CN104073073B

CN104073073B - 一种高性能化学铣切保护涂料及制备方法

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Publication number: CN104073073B
Application number: CN201410293602.0A
Authority: CN
Inventors: 沈爱华; 陆兴元
Original assignee: Nanjing Chenguang Group Co Ltd
Current assignee: Nanjing Chenguang Group Co Ltd
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2034-06-26
Also published as: CN104073073A

Abstract

本发明公开了一种高性能化学铣切保护涂料。包括甲组份和乙组份，以质量比计，甲组份׃乙组份=100׃（5.5～7.5），其中，甲组份为：氯磺化聚乙烯100～120份、滑石粉10～20份、硫酸钡2.5～5.0份、二甲苯450～580份；乙组份为：酚醛树脂15～18份、氧化镁15～18份、季戊四醇6～7份、二甲苯15～20份。本发明的化学铣切保护涂料具有半透明、高强度，弹性好，涂层致密性好、刻形性好、可剥性好、侧切率稳定性好、耐酸碱盐性能好，耐热性能好等优点，化学铣切过程中能及时检查化学铣切网格肋条的直线性、有无漏蚀现象；并保证了化学铣切工件边角和化学铣切工装夹持工件部位不被漏蚀，提高了化学铣切工件的质量；化学铣切的侧切率稳定、化学铣切工件的网格肋条直线性好、肋条尺寸公差小，可进行长时间、工件的深度化学铣切。

Description

一种高性能化学铣切保护涂料及制备方法

技术领域

本发明涉及一种化学铣切保护涂料及制备方法，尤其是涉及一种化学铣切保护用的氯磺化聚乙烯特种涂料及制备方法。

背景技术

化学铣切工艺在航空航天领域有着广泛的应用，采用化学铣切工艺可以达到保证产品强度、减轻重量的目的。化学铣切的优点是不产生产品加工应力、产品全部网格一次化学铣切成形、化学铣切设备简单、加工成本较低、加工效率高、加工周期短。化学铣切工艺主要用于铝合金、钛合金、镁合金、铝锂合金、铜合金、不锈钢等金属材料工件的加工。

化学铣切工艺流程通常为：

测量→清洗→涂保护涂料→固化→刻形→化学铣切→揭保护涂层→清洗→测量→交验。

化学铣切就是利用保护涂料在工件不需要加工的部位进行保护后，在化学介质中对工件进行腐蚀，从而将工件加工到所需要的形状和尺寸，达到加工的目的，化学铣切保护涂料在化学铣切过程中起着重要作用，对保证化学铣切质量起着关键作用。

化学铣切保护涂料也称为可剥漆、化铣胶，化学铣切保护涂料的种类也较多，有氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、SBS热塑性弹性体化铣保护涂料、胶乳型化铣保护涂料等发展阶段。第一代是氯丁橡胶可剥漆，如J64-31型黑色氯丁橡胶可剥漆，但因易产生“漏蚀”，且溶剂毒性大，目前已经被淘汰；第二代是丁苯橡胶可剥漆，虽然它们降低了溶剂的毒性，但工艺复杂，且“漏蚀”问题依然存在，目前在航空航天企业中均未使用；第三代是以热塑性弹性体如SBS为基料制成的一种新型保护涂料，SBS是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物，同时具有塑料和橡胶的双重性能。以热塑性弹性体SBS为基料制成的化学铣切保护涂料，具有室温干燥快的特点，但对工件边角部位的涂覆质量差，易产生工件边角部位的“漏蚀”问题。此外还有胶乳型化铣保护涂料具有无毒性的特点，但涂料的强度低，不能满足工件在化学铣切过程中的装夹要求，工件装夹部位极易产生化学铣切的“漏蚀”问题，且胶乳型涂料的施工工艺复杂。

以上化学铣切保护涂料均存在化学铣切“漏蚀”等问题，造成工件化学铣切质量较差，甚至造成化学铣切工件的报废。还有些化学铣切保护涂料存在化学铣切的侧切率不稳定，造成化学铣切网格肋条直线性差、肋条尺寸公差大等质量问题，不能保证化学铣切工件的质量。为此研制了新型高性能氯磺化聚乙烯化学铣切保护涂料。

发明内容

为提高铝合金等金属工件的化学铣切质量，保证铝合金等金属工件的化学铣切侧切率稳定，化学铣切网格肋条的直线性和肋条尺寸公差符合技术条件要求；保证化学铣切工件边角和化学铣切工装夹持工件部位不被漏蚀，提高化学铣切工件的质量，本发明提供了一种高性能化学铣切保护涂料及其制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案是：一种高性能化学铣切保护涂料，包括甲组份和乙组份，以质量比计，甲组份∶乙组份＝100∶(5.5～7.5)，其中，以重量份计，甲组份为：氯磺化聚乙烯100～120份、滑石粉10～20份、硫酸钡2.5～5.0份、二甲苯450～580份；乙组份为：酚醛树脂15～18份、氧化镁15～18份、季戊四醇6～7份、二甲苯15～20份。

一种高性能化学铣切保护涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、按甲组份配比分别称取氯磺化聚乙烯、滑石粉、硫酸钡，并将滑石粉、硫酸钡混合均匀；

其中，以重量份计，甲组份为：氯磺化聚乙烯100～120份、滑石粉10～20份、硫酸钡2.5～5.0份、二甲苯450～580份；

步骤2、开动双辊炼胶机，对甲组份中氯磺化聚乙烯、滑石粉和硫酸钡进行混炼；

步骤3、将混炼胶片切成小片，加入二甲苯进行溶解，充分搅拌均匀；

步骤4、按乙组份配比分别称取酚醛树脂、氧化镁、季戊四醇、二甲苯，并用二甲苯先溶解酚醛树脂，再加入氧化镁和季戊四醇，搅拌均匀；

其中，以重量份计，乙组份为：酚醛树脂15～18份、氧化镁15～18份、季戊四醇6～7份、二甲苯15～20份；

步骤5、开动三辊研磨机，调整辊距，加入乙组份反复研磨；

步骤6、按甲组份∶乙组份＝100∶(5.5～7.5)比例称量，将乙组份在搅拌条件下缓缓加入甲组份中，充分搅拌均匀，调整涂料粘度、用120目滤网过滤，待用；

步骤2中所述的混炼过程为：将辊间距调至2～3mm，加入氯磺化聚乙烯进行塑炼，待稍粘辊成片时，调整辊间距至4～5mm，分次加入称量好的填料进行混炼；加完填料后，将辊间距调至3～4mm，继续混炼10～15min，最后将辊间距调至1～1.5mm下片；

步骤5中所述的反复研磨次数至少为5次。

与现有技术相比，本发明的优点是:

1.本发明的高性能化学铣切保护涂料具有半透明、高强度，弹性好，涂层致密性好、刻形性好、可剥性好、侧切率稳定性好、耐酸碱盐性能好，耐热性能好等优点，化学铣切过程中能及时检查化学铣切网格肋条的直线性、有无漏蚀现象；并保证了化学铣切工件边角和化学铣切工装夹持工件部位不被漏蚀，提高了化学铣切工件的质量；化学铣切的侧切率稳定、化学铣切工件的网格肋条直线性好、肋条尺寸公差小，可进行长时间、工件的深度化学铣切。

2.应用本方法制备的化学铣切保护涂料提高了铝合金等金属工件化学铣切加工的尺寸精度，可以获得航空航天铝合金等金属工件的高精度、高质量化学铣切，达到了航空航天铝合金等产品化学铣切质量优化的目标；本发明在航空航天领域的应用取得了铝合金等产品化学铣切肋条公差小、肋条直线性好、产品减重多、没有“漏蚀”问题的综合效果，在航空航天领域具有广泛的应用前景。

附图说明

附图1为本发明化学铣切保护涂料制备工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

化学铣切保护涂料制备的工艺流程见图1。

铝合金等金属工件化学铣切保护涂料的制备工艺方法实例1为：

⑴按甲组份配比分别称取氯磺化聚乙烯、滑石粉、硫酸钡，并将滑石粉、硫酸钡混合均匀；

化学铣切保护涂料甲组份配比为：氯磺化聚乙烯100kg、滑石粉10kg、硫酸钡2.5kg、二甲苯450kg；

⑵开动双辊炼胶机，将辊间距调至2mm，加入氯磺化聚乙烯进行塑炼，待稍粘辊成片时，调整辊间距至4mm，分次加入称量好的填料进行混炼；加完填料后，将辊间距调至3mm，继续混炼10min，最后将辊间距调至1mm下片；

⑶将混炼胶片切成小片，加入二甲苯进行溶解，充分搅拌均匀后，将甲组份装于清洁密封容器中备用；

⑷按乙组份配比分别称取酚醛树脂、氧化镁、季戊四醇、二甲苯，加入二甲苯先溶解酚醛树脂，再加入氧化镁和季戊四醇，搅拌均匀；

化学铣切保护涂料乙组份配比为：酚醛树脂15kg、氧化镁15kg、季戊四醇6kg、二甲苯15kg；

⑸开动三辊研磨机，调整辊距，加入乙组份反复研磨5次，装于清洁密封容器中备用；

⑹按甲组份∶乙组份＝100∶7.5的配比要求称量，将乙组份在搅拌条件下缓缓加入甲组份中，充分搅拌均匀，调整涂料粘度、用120目滤网过滤，待用；

涂覆氯磺化聚乙烯化学铣切保护涂料，涂层厚度控制在0.20㎜～0.40㎜范围，涂层硫化温度为91℃～93℃，硫化时间为120min～140min。化学铣切保护涂料技术指标见表1。

表1化学铣切保护涂料技术指标

序号	项目	技术指标
			1	涂料颜色及外观	甲组份：浅黄色液体；乙组份：黄色液体
2	细度，μm	≤50

3	固体含量，％	甲组份18～23；乙组份68～73
			4	涂层颜色及外观	浅黄色、半透明、平整光滑
5	抗拉强度，MPa	≥9
			6	延伸率，％	≥350
7	剥离强度，N/mm	0.3～0.9
			8	刻形性能	不粘、易刻透、易剥离
9	化铣耐蚀性	耐酸、耐碱
			10	化铣侧切率	0.85～1.20

化学铣切保护涂料制备后，涂覆需要进行化学铣切的铝合金工件，进行化学铣切后，化学铣切网格肋条直线性好，侧切率稳定，工件边角部位和工装夹持部位保护效果好，没有“漏蚀”现象出现，实测结果见表2。

表2化学铣切保护涂层实测结果

序号	项目	实测结果
			1	涂层颜色及外观	浅黄色、半透明、平整光滑
2	抗拉强度，MPa	15.7
			3	延伸率，％	600
4	剥离强度，N/mm	0.80
			5	刻形性能	不粘、易刻透、易剥离
6	化铣耐蚀性，12h	耐酸、耐碱
			7	化铣侧切率，Kx/Ky	0.85/0.92

实施例2：

铝合金等金属工件化学铣切保护涂料的制备工艺方法实例2为：

化学铣切保护涂料甲组份配比为：氯磺化聚乙烯120kg、滑石粉20kg、硫酸钡5.0kg、二甲苯580kg；

⑵开动双辊炼胶机，将辊间距调至3mm，加入氯磺化聚乙烯进行塑炼，待稍粘辊成片时，调整辊间距至5mm，分次加入称量好的填料进行混炼；加完填料后，将辊间距调至4mm，继续混炼15min，最后将辊间距调至1.5mm下片；

化学铣切保护涂料乙组份配比为：酚醛树脂18kg、氧化镁18kg、季戊四醇7kg、二甲苯20kg；

⑸开动三辊研磨机，调整辊距，加入乙组份反复研磨7次，装于清洁密封容器中备用；

⑹按甲组份∶乙组份＝100∶5.5的配比要求称量，将乙组份在搅拌条件下缓缓加入甲组份中，充分搅拌均匀，调整涂料粘度、用120目滤网过滤，待用；

涂覆氯磺化聚乙烯化学铣切保护涂料，涂层厚度控制在0.20㎜～0.40㎜范围，涂层硫化温度为91℃～93℃，硫化时间为120min～140min；

化学铣切保护涂料制备后，涂覆需要进行化学铣切的铝合金工件，进行化学铣切后，化学铣切网格肋条直线性好，侧切率稳定，工件边角部位和工装夹持部位保护效果好，没有“漏蚀”现象出现，实测结果见表3。

表3化学铣切保护涂层实测结果

序号	项目	实测结果
			1	涂层颜色及外观	浅黄色、半透明、平整光滑
2	抗拉强度，MPa	14.0
			3	延伸率，％	500
4	剥离强度，N/mm	0.50
			5	刻形性能	不粘、易刻透、易剥离

6	化铣耐蚀性，12h	耐酸、耐碱
			7	化铣侧切率，Kx/Ky	0.86/0.93

实施例3：

铝合金等金属工件化学铣切保护涂料的制备工艺方法实例3为：

化学铣切保护涂料甲组份配比为：氯磺化聚乙烯110kg、滑石粉15kg、硫酸钡3.8kg、二甲苯465kg；

⑵开动双辊炼胶机，将辊间距调至2.5mm，加入氯磺化聚乙烯进行塑炼，待稍粘辊成片时，调整辊间距至4.5mm，分次加入称量好的填料进行混炼；加完填料后，将辊间距调至3.5mm，继续混炼12min，最后将辊间距调至1.2mm下片；

化学铣切保护涂料乙组份配比为：酚醛树脂16kg、氧化镁16kg、季戊四醇6kg、二甲苯17kg；

⑸开动三辊研磨机，调整辊距，加入乙组份反复研磨6次，完成后测量并调整固体含量，装于清洁密封容器中备用；

⑹按甲组份∶乙组份＝100∶6.5的配比要求称量，将乙组份在搅拌条件下缓缓加入甲组份中，充分搅拌均匀，调整涂料粘度、用120目滤网过滤，待用；

化学铣切保护涂料制备后，涂覆需要进行化学铣切的铝合金工件，进行化学铣切后，化学铣切网格肋条直线性好，侧切率稳定，工件边角部位和工装夹持部位保护效果好，没有“漏蚀”现象出现，实测结果见表4。

表4化学铣切保护涂层实测结果

序号	项目	实测结果
			1	涂层颜色及外观	浅黄色、半透明、平整光滑
2	抗拉强度，MPa	15.0
			3	延伸率，％	550
4	剥离强度，N/mm	0.75
			5	刻形性能	不粘、易刻透、易剥离
6	化铣耐蚀性，12h	耐酸、耐碱
			7	化铣侧切率，Kx/Ky	0.87/0.95

通过以上实施例可知，本发明的化学铣切保护涂料性能优异，应用本发明的化学铣切保护涂料保证了铝合金等金属工件化学铣切的质量。

Claims

1.一种高性能化学铣切保护涂料，其特征在于，包括甲组份和乙组份，以质量比计，甲组份∶乙组份＝100∶5.5～7.5，其中，以重量份计，甲组份为：氯磺化聚乙烯100～120份、滑石粉10～20份、硫酸钡2.5～5.0份、二甲苯450～580份；乙组份为：酚醛树脂15～18份、氧化镁15～18份、季戊四醇6～7份、二甲苯15～20份。

2.一种高性能化学铣切保护涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤3、将混炼胶片切成小片，加入二甲苯进行溶解，充分搅拌均匀后；

步骤5、开动三辊研磨机，调整辊距，加入乙组份反复研磨；

步骤6、按质量比甲组份∶乙组份＝100∶5.5～7.5比例称量，将乙组份在搅拌条件下缓缓加入甲组份中，充分搅拌均匀，调整涂料粘度、用120目滤网过滤，待用。

3.根据权利要求2所述的高性能化学铣切保护涂料的制备方法，其特征在于，步骤2中所述的混炼过程为：将辊间距调至2～3mm，加入氯磺化聚乙烯进行塑炼，待稍粘辊成片时，调整辊间距至4～5mm，分次加入称量好的填料进行混炼；加完填料后，将辊间距调至3～4mm，继续混炼10～15min，最后将辊间距调至1～1.5mm下片。

4.根据权利要求2所述的高性能化学铣切保护涂料的制备方法，其特征在于，步骤5中所述的反复研磨次数至少为5次。