CN109608952B - 聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层 - Google Patents

聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层，属于高分子技术领域。所述的涂层，包括含聚醚酮酮的氟树脂底漆和聚醚酮酮改性氟树脂面漆，含聚醚酮酮的氟树脂底漆由下列质量分数的物质组成：聚醚酮酮10‑15％；聚醚砜5‑10％；FEP 20‑35％；表面活性剂0.5‑5％；增粘胶体1‑5％；有机溶剂5‑15％；颜料0.5‑1％；水余量；所述的聚醚酮酮改性氟树脂面漆，由相对氟树脂质量7‑15％的聚醚酮酮树脂、相对氟树脂质量0.1‑0.5％的4,4‑二氨基二苯醚和相对于氟树脂质量1‑3％的金刚石微粉组成。本发明所提供的聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层，解决了传统氟树脂涂层结合力差，耐刮擦性差的问题。

Description

聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层
技术领域
本发明涉及一种聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层，属于高分子技术领域。
背景技术
随着时代发展，航空航天领域，汽车领域，机械传动领域以及各种传动装置领域，对各类轴套，摩擦部件的要求越来越高，尤其对于真空泵，对涂层的耐磨结合性越来越高。但现阶段存在的涂层存在基体树脂本身强度低，抗蠕变性差，自润滑性差的问题，且涂层本身耐温性差，导致磨损程度较大，更多的含氟的耐磨自润滑涂层，因为自身的不粘性，导致涂层结合力差，耐磨涂层的使用效果和使用寿命均不理想，致使耐磨涂层的使用存在一定的局限性，因此，在耐磨涂层方面，亟待开发一种高结合，耐刮擦性好的涂层。聚醚酮酮(PEKK)作为一种高性能热塑性工程塑料，由于其本身结构特点，苯环结构作为树脂的骨架结构，保证了聚醚酮酮树脂有着良好的机械强度和抗蠕变性，目前将聚醚酮酮树脂应用到耐磨涂层中，优化了涂层诸多优异的性能，如与基材优异的结合性，良好的耐化学性，良好的耐刮擦性等；此外氟树脂涂层有良好的自润滑效果，利用两种材料的优势，对涂层进行改良，制备出耐高温，耐刮擦涂层，具有很大的应用前景。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层，解决了传统氟树脂涂层结合力差，耐刮擦性差的问题。
本发明所述的聚醚酮酮增强氟树脂耐高温耐刮擦涂层，包括含聚醚酮酮的氟树脂底漆和聚醚酮酮改性氟树脂面漆，含聚醚酮酮的氟树脂底漆由下列质量分数的物质组成：
Figure BDA0001877371790000011
所述的聚醚酮酮改性氟树脂面漆，由相对氟树脂质量7-15％的聚醚酮酮树脂、相对氟树脂质量0.1-0.5％的4,4-二氨基二苯醚和相对于氟树脂质量1-3％的金刚石微粉组成；金刚石微粉尺寸D90不大于10μm。
所述的聚醚酮酮粘度为0.6-0.8dl/g，要求粒径尺寸D90不大于10um。
所述的聚醚砜粒径尺寸D90不大于10um。
所述的FEP为全氟丙烯乙烯共聚物，粒径尺寸D90不大于10um。
所述的表面活性剂为非离子型表面活性剂。
优选的，所述的表面活性剂为异构醇聚氧乙烯醚类。
所述的增粘胶体为羟甲基纤维素醚。
所述的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮。
所述的颜料为炭黑。
所述的聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层的组合方式，在金属基材上涂覆含聚醚酮酮的氟树脂底漆，在含聚醚酮酮的氟树脂底漆上涂覆聚醚酮酮改性氟树脂面漆，得到的聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层。
聚醚酮酮应用在水性底漆中，聚醚酮酮结构中的醚键以及酮基等含氧基团对金属有极强的亲和性，保证树脂和金属基材紧密结合在一起，且聚醚酮酮树脂以苯环连接作为骨架结构，提升了涂层的强度，抗蠕变性和耐磨性。FEP树脂中添加交联剂4,4-二氨基二苯醚，交联剂先与FEP树脂进行分散均匀，交联剂结构中的氨基可以与水性底漆中PEKK树脂上的活性位点发生化学反应，提升涂层之间的结合力；改性氟树脂中添加聚醚酮酮树脂，一方面有助于氟树脂涂层与底漆的结合，另一方面在高温状态下，交联剂有助于聚醚酮酮树脂结构嵌合到氟树脂结构中，提升涂层的硬度，增强涂层的耐磨性。改性氟树脂中添加金刚石微粉，作为无机填料，金刚石微粉硬度极高，能提升涂层的硬度，进而增强涂层的耐磨性。
含聚醚酮酮树脂的氟树脂底漆中的聚醚酮酮树脂作为过渡层，一方面通过化学键与金属键的优良结合保证了树脂与金属通过化学键结合在一起，另一方面聚醚酮酮树脂与FEP树脂中的交联剂发生化学反应，紧紧结合在一起，进而保证了涂层之间通过彼此之间的化学键紧密结合在一起，突破了原有涂层之间物理结合的局限性，提升了涂层使用寿命和实用性，保证涂层结合力，面层为改性的氟树脂涂层，使得涂层的耐磨性，抗蠕变性，结合性均有极大提升，进而获得耐真空耐刮擦涂层。
所述的含聚醚酮酮树脂的氟树脂底漆的制备方法：将表面活性剂，有机溶剂，水，按配比量依次加入到搅拌桶内，设置搅拌转速为1500r/min搅拌10-15min，待溶液混合均匀，依次将聚醚砜细粉、聚醚酮酮树脂、FEP和颜料按配比量加入到溶液中，转速1500r/min搅拌30-60min，待溶液体系分散均匀后，向溶液体系中加入配比量的增粘胶体，设置搅拌转速1000r/min搅拌水性体系，得到均匀稳定的水性底漆。
所述的聚醚酮酮改性氟树脂面漆的制备过程为：向氟树脂中加入聚醚酮酮树脂，交联剂和无机填料，在三维混合机中混合30min后，即得。
所述的氟树脂为FEP。
所述的聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层的制备过程为：先在金属基材上涂覆含聚醚酮酮的氟树脂底漆，待氟树脂底漆烘干后，用静电喷涂的方式喷涂聚醚酮酮改性氟树脂面漆，即得到聚醚酮酮增强氟树酯耐真空耐刮擦涂层。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.所述的含聚醚酮酮的氟树脂底漆，具有粘结性强、耐热性好和耐化学性优的特点；
2.通过氟树脂底漆与改性氟树脂之间化学交联的方式，解决了传统氟树脂防腐涂层与金属基材结合力差、易剥离和不耐真空性的问题，使防腐涂层的适用范围和使用寿命得到显著改善；
3.通过添加交联剂，聚醚酮酮树脂，金刚石微粉改性氟树脂，利用物理和化学方法增强了氟树脂涂层的耐刮擦性；
4..本发明所提供的制备方法，科学合理，简单易行。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
将表面活性剂APEO 40g，N-甲基吡咯烷酮96g，水482g，依次加入到搅拌桶内，搅拌设置转速1500r/min，搅拌10min，待溶液混合均匀，依次将聚醚砜细粉63g，聚醚酮酮细粉120g，FEP树脂220g，炭黑6g，依次加入到溶液中，设置转速为1500r/min搅拌50min，待溶液体系分散均匀后，向溶液体系中加入30g羟甲基纤维素醚，设置转速为1000r/min搅拌水性体系，得到均匀稳定的水性底漆，用150目过滤网进行过滤，静止，使用。
称取10g 4,4-二氨基二苯醚，300g聚醚酮酮细粉，50g金刚石微粉和2990gFEP树脂，在三维混合机中混合30min，取出物料，先在金属基材上涂覆含聚醚酮酮的氟树脂水性底漆，待水性底漆烘干后，用静电喷涂的方式喷涂聚醚酮酮树脂改性FEP树脂面漆于底漆上面。
实施例2
将表面活性剂APEO 40g，N-甲基吡咯烷酮96g，水482g，依次加入到搅拌桶内，搅拌设置转速1500r/min搅拌15min，待溶液混合均匀，依次将聚醚砜细粉96g，聚醚酮酮细粉112g，FEP树脂240g，炭黑6g，依次加入到溶液中，低速搅拌60min，待溶液体系分散均匀后，向溶液体系中加入30g羟甲基纤维素醚，设置转速为1000r/min搅拌水性体系，得到均一稳定的水性底漆，用150目过滤网进行过滤，静止，使用。
称取10g4,4-二氨基二苯醚，300g聚醚酮酮细粉，75g金刚石微粉和2990gFEP树脂，在三维混合机中混合30min，取出物料。先在金属基材上涂覆含聚醚酮酮的氟树脂水性底漆，待水性底漆烘干后，用静电喷涂的方式喷涂聚醚酮酮树脂改性FEP树脂面漆于底漆上面。
实施例3
将表面活性剂APEO 40g，N-甲基吡咯烷酮96g，水440g，依次加入到搅拌桶内，搅拌设置转速1500r/min搅拌15min，待溶液混合均匀，依次将聚醚砜细粉100g，聚醚酮酮细粉110g，FEP树脂220g，炭黑6g，依次加入到溶液中，设置转速1500r/min搅拌40min，待溶液体系分散均匀后，向溶液体系中加入30g羟甲基纤维素醚，设置转速1000r/min搅拌水性体系，得到均匀稳定的水性底漆，用150目过滤网进行过滤，静止使用。
称取14g4,4-二氨基二苯醚，300g聚醚酮酮细粉，80g金刚石微粉和2990gFEP树脂，在三维混合机中混合30min，取出物料，先在金属基材上涂覆含聚醚酮酮的氟树脂水性底漆，待水性底漆烘干后，用静电喷涂的方式喷涂聚醚酮酮改性FEP树脂面漆于底漆上面。
实验结果采用拉开法附着力实验对实施例1-3涂层结合力和耐磨性进行测定评估，结果如表1所示。
实验方法：用胶黏剂将试柱粘结到涂层表面，胶黏剂固化后，将粘结的实验组合置于合适的压力实验机上，粘接的实验组合经可控的拉力实验测出破坏涂层/底材间所需拉力，用破坏涂层的拉力大小来表示实验结果。
采用旋转摩擦橡胶轮法对实施例1-3涂层耐磨性进行测试，实验结果以经规定研磨转数研磨后的涂层重量损失为标准进行表示，设定转速为60r/min，研磨时间为1min。
表1实施例1-3产品和不使用底漆产品涂层结合力和耐磨性测试结果
Figure BDA0001877371790000041
胶黏剂拉断极限为5MPa。

Claims (8)

1.一种聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层，由含聚醚酮酮的氟树脂底漆和聚醚酮酮改性氟树脂面漆组成，其特征在于：含聚醚酮酮的氟树脂底漆由下列质量分数的物质组成：
Figure FDA0002715420090000011
聚醚酮酮改性氟树脂面漆，由相对氟树脂质量7-15％的聚醚酮酮树脂、相对氟树脂质量0.1-0.5％的4,4-二氨基二苯醚和相对氟树脂质量1-3％的金刚石微粉组成。
2.根据权利要求1所述的聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层，其特征在于：聚醚酮酮粘度为0.6-0.8dl/g，粒径尺寸D90不大于10μm。
3.根据权利要求1所述的聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层，其特征在于：聚醚砜粒径尺寸D90不大于10μm。
4.根据权利要求1所述的聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层，其特征在于：FEP为聚全氟丙烯乙烯共聚物，粒径尺寸D90不大于10μm。
5.根据权利要求1所述的聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层，其特征在于：表面活性剂为非离子型表面活性剂。
6.根据权利要求1所述的聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层，其特征在于：增粘胶体为羟甲基纤维素醚。
7.根据权利要求1所述的聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层，其特征在于：有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮。
8.根据权利要求1所述的聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层，其特征在于：颜料为炭黑。
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