CN112322118A - 一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法，包括以下步骤：原料的选取：特种氟橡胶20‑30份、有机硅改性环氧树脂5‑15份、聚四氟乙烯树脂4‑6份、交联助剂1‑3份、填料4‑6份、添加剂2‑4份、交联剂1‑5份、步骤一中偶联化石墨烯6‑10份。本发明涂层材料是用氟橡胶弹性体制成,它既具有氟橡胶本身耐腐蚀和耐高温等特点,又改进了氟橡胶需高温硫化、施工难度大等缺点,使氟橡胶在防腐蚀领域得到应用。氟橡胶涂层可以在一般防护涂层不能满足的较恶劣环境下使用。

Description

一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法
技术领域
本发明涉及橡胶涂层技术领域，具体涉及一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法。
背景技术
橡胶是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度(Tg)低，分子量往往很大，大于几十万；橡胶分为天然橡胶与合成橡胶二种；天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。橡胶制品广泛应用于工业或生活各方面。
目前许多的橡胶的耐高温都是一个比较大的问题，大部分橡胶的耐温都在180度以下，耐200度以上的橡胶主要有氟橡胶和硅橡胶，但是价格都比较贵。当耐温等级提高10度左右的时候，可能就得选择价格昂贵的氟橡胶，成本就要大增。
为了解决这种状况，我们研发了一种即可以耐高温，长期耐温250度，又可以耐酸碱的橡胶保护涂层。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法，包括以下步骤：
步骤一，偶联化石墨烯的制备：将石墨烯送入到硅烷偶联剂KH560中进行搅拌20-30min，搅拌转速为100-200r/min，搅拌温度为90℃，搅拌结束，水洗、干燥；
步骤二，原料的选取：特种氟橡胶20-30份、有机硅改性环氧树脂5-15份、聚四氟乙烯树脂4-6份、交联助剂1-3份、填料4-6份、添加剂2-4份、交联剂1-5份、步骤一中偶联化石墨烯6-10份；
步骤三，原料的混合：将步骤二中特种氟橡胶、有机硅改性环氧树脂、聚四氟乙烯树脂、填料、添加剂、步骤一中偶联化石墨烯原料依次送入到预混机中进行混合，混合转速为500-1000r/min，混合时间为10-20min，混合结束，得到预混料；
步骤四，交联处理：将预混料在40-45℃水浴中搅拌10-20min，搅拌转速为20-100r/min，然后高速均质处理1-2h后，加入交联剂、交联助剂在高能电子束辐射作用下发生交联处理，得到本发明的橡胶涂层。
优选地，所述有机硅改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂加入到磁力搅拌器中，然后再加入有机硅改性剂，随后再加入丙酮、硅烷偶联剂KH560，先以75-85℃的温度、100-200r/min的转速搅拌15-25min，然后再加入十二烷基苯磺酸钠，继续搅拌1-2h，搅拌结束、水洗、干燥，得到有机硅改性环氧树脂。
优选地，所述有机硅改性剂为γ-氯丙基甲基二烷氧基硅烷、苯基三烷氧基硅烷与乙醇溶剂在80-90℃下混合，再加入稀盐酸后反应4-6h，除去水层得到有机硅改性剂。
优选地，所述交联助剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚；所述填料为氧化铝、二硅化钛、铝粉、二硅化钼中的一种或多种的组合物。
优选地，所述添加剂为改性纳米二氧化钛。
优选地，所述改性纳米二氧化钛的改性方法为：将纳米二氧化钛置于反应釜中，随后加入1-5倍的氯化镧溶液，以50-100r/min搅拌45-55min，搅拌结束，水洗、干燥。
优选地，所述交联剂为二乙烯基苯。
优选地，所述高速均质处理的转速为1000-1500r/min。
优选地，所述高能电子束辐射的功率为500-1000W，辐射1-10min。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明的涂层材料是用氟橡胶弹性体制成,它既具有氟橡胶本身耐腐蚀和耐高温等特点,又改进了氟橡胶需高温硫化、施工难度大等缺点,使氟橡胶在防腐蚀领域得到应用。氟橡胶涂层可以在一般防护涂层不能满足的较恶劣环境下使用。即可以喷涂到金属上面，由于氟橡胶的自身弹性，可以起到密封、润滑和耐高温的作用，比如动力系统的金属密封垫和密封圈；也可以喷涂到橡胶表面，形成一个即防腐又耐高温的功能性涂层，同时又具有润滑和耐磨的作用，有利于自动化地装配和提高耐化性能和使用寿命，比如用于发动机系统的汽缸垫密封圈和密封环。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例的一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法，包括以下步骤：
步骤一，偶联化石墨烯的制备：将石墨烯送入到硅烷偶联剂KH560中进行搅拌20min，搅拌转速为100r/min，搅拌温度为90℃，搅拌结束，水洗、干燥；
步骤二，原料的选取：特种氟橡胶20份、有机硅改性环氧树脂5份、聚四氟乙烯树脂4份、交联助剂1份、填料4份、添加剂2份、交联剂1份、步骤一中偶联化石墨烯6份；
步骤三，原料的混合：将步骤二中特种氟橡胶、有机硅改性环氧树脂、聚四氟乙烯树脂、填料、添加剂、步骤一中偶联化石墨烯原料依次送入到预混机中进行混合，混合转速为500r/min，混合时间为10min，混合结束，得到预混料；
步骤四，交联处理：将预混料在40℃水浴中搅拌10min，搅拌转速为20r/min，然后高速均质处理1h后，加入交联剂、交联助剂在高能电子束辐射作用下发生交联处理，得到本发明的橡胶涂层。
本实施例的有机硅改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂加入到磁力搅拌器中，然后再加入有机硅改性剂，随后再加入丙酮、硅烷偶联剂KH560，先以75℃的温度、100r/min的转速搅拌15min，然后再加入十二烷基苯磺酸钠，继续搅拌1h，搅拌结束、水洗、干燥，得到有机硅改性环氧树脂。
本实施例的有机硅改性剂为γ-氯丙基甲基二烷氧基硅烷、苯基三烷氧基硅烷与乙醇溶剂在80℃下混合，再加入稀盐酸后反应4h，除去水层得到有机硅改性剂。
本实施例的交联助剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚；所述填料为氧化铝。
本实施例的添加剂为改性纳米二氧化钛。
本实施例的改性纳米二氧化钛的改性方法为：将纳米二氧化钛置于反应釜中，随后加入1倍的氯化镧溶液，以50r/min搅拌45min，搅拌结束，水洗、干燥。
本实施例的交联剂为二乙烯基苯。
本实施例的高速均质处理的转速为1000r/min。
本实施例的高能电子束辐射的功率为500W，辐射1min。
实施例2：
本实施例的一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法，包括以下步骤：
步骤一，偶联化石墨烯的制备：将石墨烯送入到硅烷偶联剂KH560中进行搅拌30min，搅拌转速为200r/min，搅拌温度为90℃，搅拌结束，水洗、干燥；
步骤二，原料的选取：特种氟橡胶30份、有机硅改性环氧树脂15份、聚四氟乙烯树脂6份、交联助剂3份、填料6份、添加剂4份、交联剂5份、步骤一中偶联化石墨烯10份；
步骤三，原料的混合：将步骤二中特种氟橡胶、有机硅改性环氧树脂、聚四氟乙烯树脂、填料、添加剂、步骤一中偶联化石墨烯原料依次送入到预混机中进行混合，混合转速为1000r/min，混合时间为20min，混合结束，得到预混料；
步骤四，交联处理：将预混料在45℃水浴中搅拌20min，搅拌转速为100r/min，然后高速均质处理2h后，加入交联剂、交联助剂在高能电子束辐射作用下发生交联处理，得到本发明的橡胶涂层。
本实施例的有机硅改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂加入到磁力搅拌器中，然后再加入有机硅改性剂，随后再加入丙酮、硅烷偶联剂KH560，先以85℃的温度、200r/min的转速搅拌25min，然后再加入十二烷基苯磺酸钠，继续搅拌2h，搅拌结束、水洗、干燥，得到有机硅改性环氧树脂。
本实施例的有机硅改性剂为γ-氯丙基甲基二烷氧基硅烷、苯基三烷氧基硅烷与乙醇溶剂在90℃下混合，再加入稀盐酸后反应6h，除去水层得到有机硅改性剂。
本实施例的交联助剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚；所述填料为二硅化钛。
本实施例的添加剂为改性纳米二氧化钛。
本实施例的改性纳米二氧化钛的改性方法为：将纳米二氧化钛置于反应釜中，随后加入5倍的氯化镧溶液，以100r/min搅拌55min，搅拌结束，水洗、干燥。
本实施例的交联剂为二乙烯基苯。
本实施例的高速均质处理的转速为1500r/min。
本实施例的高能电子束辐射的功率为1000W，辐射10min。
实施例3：
本实施例的一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法，包括以下步骤：
步骤一，偶联化石墨烯的制备：将石墨烯送入到硅烷偶联剂KH560中进行搅拌25min，搅拌转速为150r/min，搅拌温度为90℃，搅拌结束，水洗、干燥；
步骤二，原料的选取：特种氟橡胶25份、有机硅改性环氧树脂10份、聚四氟乙烯树脂5份、交联助剂2份、填料5份、添加剂3份、交联剂3份、步骤一中偶联化石墨烯8份；
步骤三，原料的混合：将步骤二中特种氟橡胶、有机硅改性环氧树脂、聚四氟乙烯树脂、填料、添加剂、步骤一中偶联化石墨烯原料依次送入到预混机中进行混合，混合转速为750r/min，混合时间为15min，混合结束，得到预混料；
步骤四，交联处理：将预混料在50℃水浴中搅拌15min，搅拌转速为60r/min，然后高速均质处理1.5h后，加入交联剂、交联助剂在高能电子束辐射作用下发生交联处理，得到本发明的橡胶涂层。
本实施例的有机硅改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂加入到磁力搅拌器中，然后再加入有机硅改性剂，随后再加入丙酮、硅烷偶联剂KH560，先以80℃的温度、150r/min的转速搅拌20min，然后再加入十二烷基苯磺酸钠，继续搅拌1.5h，搅拌结束、水洗、干燥，得到有机硅改性环氧树脂。
本实施例的有机硅改性剂为γ-氯丙基甲基二烷氧基硅烷、苯基三烷氧基硅烷与乙醇溶剂在85℃下混合，再加入稀盐酸后反应5h，除去水层得到有机硅改性剂。
本实施例的交联助剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚；所述填料为铝粉
本实施例的添加剂为改性纳米二氧化钛。
本实施例的改性纳米二氧化钛的改性方法为：将纳米二氧化钛置于反应釜中，随后加入3倍的氯化镧溶液，以75r/min搅拌50min，搅拌结束，水洗、干燥。
本实施例的交联剂为二乙烯基苯。
本实施例的高速均质处理的转速为1250r/min。
本实施例的高能电子束辐射的功率为750W，辐射5.5min。
对比例1：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未加入偶联化石墨烯。
对比例2：
未做任何处理的汽缸垫密封圈进行耐温测试作为对照组。
本发明实施例3相对于对比例2耐温改善率可达到38％，而对比例1相对于对比例2耐温改善率可达到31％，可知入偶联化石墨烯的加入对材料耐温性有一定的改善效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，偶联化石墨烯的制备：将石墨烯送入到硅烷偶联剂KH560中进行搅拌20-30min，搅拌转速为100-200r/min，搅拌温度为90℃，搅拌结束，水洗、干燥；
步骤二，原料的选取：特种氟橡胶20-30份、有机硅改性环氧树脂5-15份、聚四氟乙烯树脂4-6份、交联助剂1-3份、填料4-6份、添加剂2-4份、交联剂1-5份、步骤一中偶联化石墨烯6-10份；
步骤三，原料的混合：将步骤二中特种氟橡胶、有机硅改性环氧树脂、聚四氟乙烯树脂、填料、添加剂、步骤一中偶联化石墨烯原料依次送入到预混机中进行混合，混合转速为500-1000r/min，混合时间为10-20min，混合结束，得到预混料；
步骤四，交联处理：将预混料在40-45℃水浴中搅拌10-20min，搅拌转速为20-100r/min，然后高速均质处理1-2h后，加入交联剂、交联助剂在高能电子束辐射作用下发生交联处理，得到本发明的橡胶涂层。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法，其特征在于，所述有机硅改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂加入到磁力搅拌器中，然后再加入有机硅改性剂，随后再加入丙酮、硅烷偶联剂KH560，先以75-85℃的温度、100-200r/min的转速搅拌15-25min，然后再加入十二烷基苯磺酸钠，继续搅拌1-2h，搅拌结束、水洗、干燥，得到有机硅改性环氧树脂。
3.根据权利要求2所述的一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法，其特征在于，所述有机硅改性剂为γ-氯丙基甲基二烷氧基硅烷、苯基三烷氧基硅烷与乙醇溶剂在80-90℃下混合，再加入稀盐酸后反应4-6h，除去水层得到有机硅改性剂。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法，其特征在于，所述交联助剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚；所述填料为氧化铝、二硅化钛、铝粉、二硅化钼中的一种或多种的组合物。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法，其特征在于，所述添加剂为改性纳米二氧化钛。
6.根据权利要求5所述的一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法，其特征在于，所述改性纳米二氧化钛的改性方法为：将纳米二氧化钛置于反应釜中，随后加入1-5倍的氯化镧溶液，以50-100r/min搅拌45-55min，搅拌结束，水洗、干燥。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法，其特征在于，所述交联剂为二乙烯基苯。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法，其特征在于，所述高速均质处理的转速为1000-1500r/min。
9.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐强酸强碱的橡胶涂层的加工方法，其特征在于，所述高能电子束辐射的功率为500-1000W，辐射1-10min。
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