CN115595037A - 一种灌装机用高强度不锈钢卡圈及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及不锈钢卡圈领域，公开了一种灌装机用高强度不锈钢卡圈及其制备工艺；通过改性异氟尔酮二异氰酸酯和叔碳酸缩水甘油对氧化石墨烯进行改性；降低了改性氧化石墨烯在环氧树脂中团聚现象的发生，大大提高了涂层的疏水和防腐性能；提高了涂层的附着力，具有较强的疏水、防腐性能、刚性、硬度和耐摩擦性能；通过氧化锌负载在改性氧化石墨烯表面制备得到复合粉末，氧化锌颗粒充斥在改性氧化石墨烯的各片层之间，增强了分散性。使得涂层具有良好的均质结构，提高了涂层的承载能力，纳米氧化锌颗粒大大提高了改性氧化石墨烯结构的紧密程度，能够抑制内部的位错运动；使得制备得到的不锈钢卡圈具有高硬度、耐摩擦、耐腐蚀以及疏水性能。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢卡圈领域，具体为一种灌装机用高强度不锈钢卡圈及其制备工艺。
背景技术
灌装机一般应用于制药、化工、化妆品、食品等行业，在实际的生产应用过程中，由于其工作环境限制，导致灌装机需长期面对高压、潮湿、有机溶剂腐蚀、振动摩擦等工作环境。因此，对人们对灌装机结构中的卡圈的性能要求日益提高，对于灌装机卡圈要求其具有耐摩擦、耐腐蚀、高强度等优异性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种灌装机用高强度不锈钢卡圈及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种灌装机用高强度不锈钢卡圈的制备工艺，包括以下步骤：
S1：将氧化石墨烯超声分散于N，N-二甲基甲酰胺中，得到分散液；将分散液升温，加入二月桂酸二丁基锡、改性异氟尔酮二异氰酸酯和N，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，真空干燥，得到中间体粉末；将中间体粉末超声分散于N，N-二甲基甲酰胺中，加入三苯基膦和对苯二酚升温搅拌，加入叔碳酸缩水甘油酯和N，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，真空干燥，得到改性氧化石墨烯；
S2：将二水合乙酸锌加入无水乙醇中，加热搅拌，得到锌源溶液；将改性氧化石墨烯和单水氢氧化锂分别超声分散在无水乙醇中，得到改性氧化石墨烯分散液和单水氢氧化锂分散液；将改性氧化石墨烯分散液和单水氢氧化锂分散液混合后，加入锌源溶液，加热反应，加入正己烷冷却沉降，离心，过滤，真空干燥，得到复合粉末；
S3：将复合粉末超声分散于乙二醇丁醚中，加入环氧树脂和固化剂，得到涂料；将不锈钢卡圈预处理后，均匀涂覆涂料，干燥，得到一种灌装机用高强度不锈钢卡圈。
进一步的，所述改性异氟尔酮二异氰酸酯按如下方法制备：
将异氟尔酮二异氰酸酯加入到N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，加入二月桂酸二丁基锡和甲基丙烯酸羟乙酯，升温反应，得到改性异氟尔酮二异氰酸酯。
进一步的，所述异氟尔酮二异氰酸酯：甲基丙烯酸羟乙酯的质量比2：(1～1.2)，升温反应温度为40～45℃，反应时间为2～3h。
进一步的，所述步骤S1中，氧化石墨烯：改性异氟尔酮二异氰酸酯的质量比为1：(14.5～15.5)；分散液升温温度为75～80℃，时间为2～3h，真空干燥温度为50～55℃，时间为10～12h。
进一步的，所述步骤S1中，中间体粉末：叔碳酸缩水甘油酯的质量比为1：(75～80)；升温搅拌温度为100～105℃，时间为12～14h，真空干燥温度为50～55℃，时间为10～12h。
进一步的，所述超声分散温度为30℃，时间为20～30min。
进一步的，所述二月桂酸二丁基锡加入量为0.02～0.1g。
进一步的，所述三苯基膦加入量为0.1～0.2g，对苯二酚加入量为0.01～0.02g。
进一步的，所述步骤S2中，二水合乙酸锌：改性氧化石墨烯：单水氢氧化锂的质量比为(9～9.5)：1：(3～3.5)。
进一步的，所述步骤S2中，锌源溶液浓度为10～12mg/mL，改性氧化石墨烯分散液浓度为9～10mg/mL和单水氢氧化锂分散液浓度为2mg/mL；加热搅拌温度为80～85℃，时间为30～45min；加热反应温度为75～80℃，反应时间为30～45min，冷却沉降温度为4～5℃，时间为12～14h，真空干燥温度为60～65℃。
进一步的，所述步骤S3中，复合粉末的加入量为环氧树脂质量的0.3～0.6％，环氧树脂：固化剂的质量比为4：(1～1.2)。
进一步的，所述固化剂为聚酰胺固化剂。
进一步的，所述不锈钢卡圈预处理步骤为：将不锈钢卡圈用砂纸打磨后，浸于丙酮中超声处理30min，用无水乙醇和去离子分别冲洗三次，烘干。
进一步的，所述涂层厚度为50～200μm。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明先通过改性异氟尔酮二异氰酸酯成功接枝氧化石墨烯上的羟基，再以叔碳酸缩水甘油为改性单体通过与氧化石墨烯表面的羧酸基团开环键合在氧化石墨烯表面，成功制备了改性氧化石墨烯；一方面，降低了改性氧化石墨烯在环氧树脂中团聚现象的发生，另一方面，大大提高了涂层的疏水和防腐性能；同时叔碳酸缩水甘油酯进一步提高了涂层的附着力，使得复合粉末能够均匀分布在不锈钢卡圈的表面，具有较强的疏水和防腐性能；改性异氟尔酮二异氰酸酯的引入，进一步提高了涂层的刚性、硬度和耐摩擦性能。
本发明通过形成的Zn-OH结合体脱氢形成大量氧化锌负载在改性氧化石墨烯表面制备得到复合粉末，氧化锌颗粒充斥在改性氧化石墨烯的各片层之间，进一步降低了氧化石墨烯在环氧树脂中团聚现象的发生，增强了分散性。使得涂层具有良好的均质结构，提高了涂层的承载能力，纳米氧化锌颗粒大大提高了改性氧化石墨烯结构的紧密程度，当受到外界压力时，能够抑制内部的位错运动；使得制备得到的不锈钢卡圈具有高硬度、耐摩擦、耐腐蚀以及疏水性能。
本发明选用custom 450不锈钢制备的不锈钢卡圈为基体，通过在其表面涂覆涂层制备得到一种灌装机用高强度不锈钢卡圈并具有高强度、耐腐蚀、耐摩擦等优异性能，满足了人们对灌装机结构中的卡圈的性能要求。
具体实施方式
下面将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。
以下实施例中，环氧树脂为E20环氧树脂；氧化石墨烯由常州第六元素材料科技股份有限公司提供，不锈钢卡圈源材料不锈钢型号为custom 450不锈钢。
实施例1
S1：将100g异氟尔酮二异氰酸酯加入到40gN，N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，0.02g加入二月桂酸二丁基锡和50g甲基丙烯酸羟乙酯，升温至40℃反应3h，得到改性异氟尔酮二异氰酸酯；
S2：将1g氧化石墨烯在30℃下超声分散于50gN，N-二甲基甲酰胺中，得到分散液；将分散液升温至75℃，加入0.05g二月桂酸二丁基锡、14.5g改性异氟尔酮二异氰酸酯和20gN，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，在50℃下真空干燥12h，得到中间体粉末；将1g中间体粉末超声分散于80gN，N-二甲基甲酰胺中，加入0.2g三苯基膦和0.02g对苯二酚升温搅拌至100℃，加入75g叔碳酸缩水甘油酯和80gN，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，在50℃下真空干燥12h，得到改性氧化石墨烯；
S3：将0.54g二水合乙酸锌加入50mL无水乙醇中，加热至80℃搅拌30min，得到锌源溶液；将60mg改性氧化石墨烯超声分散在30mL无水乙醇中，将0.18g单水氢氧化锂超声分散在20mL无水乙醇中，得到浓度为2mg/mL的改性氧化石墨烯分散液和浓度为9mg/mL的单水氢氧化锂分散液；将改性氧化石墨烯分散液和单水氢氧化锂分散液混合后，加入锌源溶液，加热至80℃反应30min，加入200mL正己烷冷却至4℃沉降12h，离心，过滤，在60℃下真空干燥24h，得到复合粉末；
S4：将0.12g复合粉末超声分散于50mL乙二醇丁醚中，加入40g环氧树脂和10gSunmide 315固化剂，得到涂料；将不锈钢卡圈用砂纸打磨后，浸于丙酮中超声处理30min，用无水乙醇和去离子分别冲洗三次，烘干后，均匀涂覆涂料，于25℃下自然干燥7d，得到涂层厚度为100μm的一种灌装机用高强度不锈钢卡圈。
试验：将成品不锈钢卡圈裁剪成10cm×10cm大小样片；用摩擦磨损试验机(UMT3)测试涂层的耐磨性能，试验温度为25℃，涂层磨损率测试载荷为3N，频率为5Hz，空气中干膜才10min，人工海水中摩擦20min；用表面轮廓仪扫描涂层磨痕界面，磨痕长度均为5mm，用磨痕横截面积来表示涂层的磨损率，见表1。
实施例2
S1：将100g异氟尔酮二异氰酸酯加入到40gN，N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，0.02g加入二月桂酸二丁基锡和50g甲基丙烯酸羟乙酯，升温至40℃反应3h，得到改性异氟尔酮二异氰酸酯；
S2：将1g氧化石墨烯在30℃下超声分散于50gN，N-二甲基甲酰胺中，得到分散液；将分散液升温至75℃，加入0.05g二月桂酸二丁基锡、14.5g改性异氟尔酮二异氰酸酯和20gN，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，在50℃下真空干燥12h，得到中间体粉末；将1g中间体粉末超声分散于80gN，N-二甲基甲酰胺中，加入0.2g三苯基膦和0.02g对苯二酚升温搅拌至100℃，加入75g叔碳酸缩水甘油酯和80gN，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，在50℃下真空干燥12h，得到改性氧化石墨烯；
S3：将0.54g二水合乙酸锌加入50mL无水乙醇中，加热至80℃搅拌30min，得到锌源溶液；将60mg改性氧化石墨烯超声分散在30mL无水乙醇中，将0.18g单水氢氧化锂超声分散在20mL无水乙醇中，得到浓度为2mg/mL的改性氧化石墨烯分散液和浓度为9mg/mL的单水氢氧化锂分散液；将改性氧化石墨烯分散液和单水氢氧化锂分散液混合后，加入锌源溶液，加热至80℃反应30min，加入200mL正己烷冷却至4℃沉降12h，离心，过滤，在60℃下真空干燥24h，得到复合粉末；
S4：将0.16g复合粉末超声分散于50mL乙二醇丁醚中，加入40g环氧树脂和10gSunmide 315固化剂，得到涂料；将不锈钢卡圈用砂纸打磨后，浸于丙酮中超声处理30min，用无水乙醇和去离子分别冲洗三次，烘干后，均匀涂覆涂料，于25℃下自然干燥7d，得到涂层厚度为100μm的一种灌装机用高强度不锈钢卡圈。
试验：将成品不锈钢卡圈裁剪成10cm×10cm大小样片；用摩擦磨损试验机(UMT3)测试涂层的耐磨性能，试验温度为25℃，涂层磨损率测试载荷为3N，频率为5Hz，空气中干膜才10min，人工海水中摩擦20min；用表面轮廓仪扫描涂层磨痕界面，磨痕长度均为5mm，用磨痕横截面积来表示涂层的磨损率，见表1。
实施例3
S1：将100g异氟尔酮二异氰酸酯加入到40gN，N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，0.02g加入二月桂酸二丁基锡和50g甲基丙烯酸羟乙酯，升温至40℃反应3h，得到改性异氟尔酮二异氰酸酯；
S2：将1g氧化石墨烯在30℃下超声分散于50gN，N-二甲基甲酰胺中，得到分散液；将分散液升温至75℃，加入0.05g二月桂酸二丁基锡、14.5g改性异氟尔酮二异氰酸酯和20gN，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，在50℃下真空干燥12h，得到中间体粉末；将1g中间体粉末超声分散于80gN，N-二甲基甲酰胺中，加入0.2g三苯基膦和0.02g对苯二酚升温搅拌至100℃，加入75g叔碳酸缩水甘油酯和80gN，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，在50℃下真空干燥12h，得到改性氧化石墨烯；
S3：将0.54g二水合乙酸锌加入50mL无水乙醇中，加热至80℃搅拌30min，得到锌源溶液；将60mg改性氧化石墨烯超声分散在30mL无水乙醇中，将0.18g单水氢氧化锂超声分散在20mL无水乙醇中，得到浓度为2mg/mL的改性氧化石墨烯分散液和浓度为9mg/mL的单水氢氧化锂分散液；将改性氧化石墨烯分散液和单水氢氧化锂分散液混合后，加入锌源溶液，加热至80℃反应30min，加入200mL正己烷冷却至4℃沉降12h，离心，过滤，在60℃下真空干燥24h，得到复合粉末；
S4：将0.20g复合粉末超声分散于50mL乙二醇丁醚中，加入40g环氧树脂和10gSunmide 315固化剂，得到涂料；将不锈钢卡圈用砂纸打磨后，浸于丙酮中超声处理30min，用无水乙醇和去离子分别冲洗三次，烘干后，均匀涂覆涂料，于25℃下自然干燥7d，得到涂层厚度为100μm的一种灌装机用高强度不锈钢卡圈。
试验：将成品不锈钢卡圈裁剪成10cm×10cm大小样片；用摩擦磨损试验机(UMT3)测试涂层的耐磨性能，试验温度为25℃，涂层磨损率测试载荷为3N，频率为5Hz，空气中干膜才10min，人工海水中摩擦20min；用表面轮廓仪扫描涂层磨痕界面，磨痕长度均为5mm，用磨痕横截面积来表示涂层的磨损率，见表1。
实施例4
S1：将100g异氟尔酮二异氰酸酯加入到40gN，N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，0.02g加入二月桂酸二丁基锡和50g甲基丙烯酸羟乙酯，升温至40℃反应3h，得到改性异氟尔酮二异氰酸酯；
S2：将1g氧化石墨烯在30℃下超声分散于50gN，N-二甲基甲酰胺中，得到分散液；将分散液升温至75℃，加入0.05g二月桂酸二丁基锡、14.5g改性异氟尔酮二异氰酸酯和20gN，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，在50℃下真空干燥12h，得到中间体粉末；将1g中间体粉末超声分散于80gN，N-二甲基甲酰胺中，加入0.2g三苯基膦和0.02g对苯二酚升温搅拌至100℃，加入75g叔碳酸缩水甘油酯和80gN，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，在50℃下真空干燥12h，得到改性氧化石墨烯；
S3：将0.54g二水合乙酸锌加入50mL无水乙醇中，加热至80℃搅拌30min，得到锌源溶液；将60mg改性氧化石墨烯超声分散在30mL无水乙醇中，将0.18g单水氢氧化锂超声分散在20mL无水乙醇中，得到浓度为2mg/mL的改性氧化石墨烯分散液和浓度为9mg/mL的单水氢氧化锂分散液；将改性氧化石墨烯分散液和单水氢氧化锂分散液混合后，加入锌源溶液，加热至80℃反应30min，加入200mL正己烷冷却至4℃沉降12h，离心，过滤，在60℃下真空干燥24h，得到复合粉末；
S4：将0.24g复合粉末超声分散于50mL乙二醇丁醚中，加入40g环氧树脂和10gSunmide 315固化剂，得到涂料；将不锈钢卡圈用砂纸打磨后，浸于丙酮中超声处理30min，用无水乙醇和去离子分别冲洗三次，烘干后，均匀涂覆涂料，于25℃下自然干燥7d，得到涂层厚度为100μm的一种灌装机用高强度不锈钢卡圈。
试验：将成品不锈钢卡圈裁剪成10cm×10cm大小样片；用摩擦磨损试验机(UMT3)测试涂层的耐磨性能，试验温度为25℃，涂层磨损率测试载荷为3N，频率为5Hz，空气中干膜才10min，人工海水中摩擦20min；用表面轮廓仪扫描涂层磨痕界面，磨痕长度均为5mm，用磨痕横截面积来表示涂层的磨损率，见表1。
对比例1(未加入改性异氟尔酮二异氰酸酯)
S1：将1g氧化石墨烯超声分散于80gN，N-二甲基甲酰胺中，加入0.2g三苯基膦和0.02g对苯二酚升温搅拌至100℃，加入75g叔碳酸缩水甘油酯和80gN，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，在50℃下真空干燥12h，得到改性氧化石墨烯；；
S2：将0.54g二水合乙酸锌加入50mL无水乙醇中，加热至80℃搅拌30min，得到锌源溶液；将60mg改性氧化石墨烯超声分散在30mL无水乙醇中，将0.18g单水氢氧化锂超声分散在20mL无水乙醇中，得到浓度为2mg/mL的改性氧化石墨烯分散液和浓度为9mg/mL的单水氢氧化锂分散液；将改性氧化石墨烯分散液和单水氢氧化锂分散液混合后，加入锌源溶液，加热至80℃反应30min，加入200mL正己烷冷却至4℃沉降12h，离心，过滤，在60℃下真空干燥24h，得到复合粉末；
S3：将0.12g复合粉末超声分散于50mL乙二醇丁醚中，加入40g环氧树脂和10gSunmide 315固化剂，得到涂料；将不锈钢卡圈用砂纸打磨后，浸于丙酮中超声处理30min，用无水乙醇和去离子分别冲洗三次，烘干后，均匀涂覆涂料，于25℃下自然干燥7d，得到涂层厚度为100μm的一种灌装机用高强度不锈钢卡圈。
试验：将成品不锈钢卡圈裁剪成10cm×10cm大小样片；用摩擦磨损试验机(UMT3)测试涂层的耐磨性能，试验温度为25℃，涂层磨损率测试载荷为3N，频率为5Hz，空气中干膜才10min，人工海水中摩擦20min；用表面轮廓仪扫描涂层磨痕界面，磨痕长度均为5mm，用磨痕横截面积来表示涂层的磨损率，见表1。
对比例2(复合粉末加入量过多)
S1：将100g异氟尔酮二异氰酸酯加入到40gN，N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，0.02g加入二月桂酸二丁基锡和50g甲基丙烯酸羟乙酯，升温至40℃反应3h，得到改性异氟尔酮二异氰酸酯；
S2：将1g氧化石墨烯在30℃下超声分散于50gN，N-二甲基甲酰胺中，得到分散液；将分散液升温至75℃，加入0.05g二月桂酸二丁基锡、14.5g改性异氟尔酮二异氰酸酯和20gN，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，在50℃下真空干燥12h，得到中间体粉末；将1g中间体粉末超声分散于80gN，N-二甲基甲酰胺中，加入0.2g三苯基膦和0.02g对苯二酚升温搅拌至100℃，加入75g叔碳酸缩水甘油酯和80gN，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，在50℃下真空干燥12h，得到改性氧化石墨烯；
S3：将0.54g二水合乙酸锌加入50mL无水乙醇中，加热至80℃搅拌30min，得到锌源溶液；将60mg改性氧化石墨烯超声分散在30mL无水乙醇中，将0.18g单水氢氧化锂超声分散在20mL无水乙醇中，得到浓度为2mg/mL的改性氧化石墨烯分散液和浓度为9mg/mL的单水氢氧化锂分散液；将改性氧化石墨烯分散液和单水氢氧化锂分散液混合后，加入锌源溶液，加热至80℃反应30min，加入200mL正己烷冷却至4℃沉降12h，离心，过滤，在60℃下真空干燥24h，得到复合粉末；
S4：将0.4g复合粉末超声分散于50mL乙二醇丁醚中，加入40g环氧树脂和10gSunmide 315固化剂，得到涂料；将不锈钢卡圈用砂纸打磨后，浸于丙酮中超声处理30min，用无水乙醇和去离子分别冲洗三次，烘干后，均匀涂覆涂料，于25℃下自然干燥7d，得到涂层厚度为100μm的一种灌装机用高强度不锈钢卡圈。试验：将成品不锈钢卡圈裁剪成10cm×10cm大小样片；用摩擦磨损试验机(UMT3)测试涂层的耐磨性能，试验温度为25℃，涂层磨损率测试载荷为3N，频率为5Hz，空气中干膜才10min，人工海水中摩擦20min；用表面轮廓仪扫描涂层磨痕界面，磨痕长度均为5mm，用磨痕横截面积来表示涂层的磨损率，见表1。
对比例3(涂层环氧值过大)
S1：将100g异氟尔酮二异氰酸酯加入到40gN，N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，0.02g加入二月桂酸二丁基锡和50g甲基丙烯酸羟乙酯，升温至40℃反应3h，得到改性异氟尔酮二异氰酸酯；
S2：将1g氧化石墨烯在30℃下超声分散于50gN，N-二甲基甲酰胺中，得到分散液；将分散液升温至75℃，加入0.05g二月桂酸二丁基锡、14.5g改性异氟尔酮二异氰酸酯和20gN，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，在50℃下真空干燥12h，得到中间体粉末；将1g中间体粉末超声分散于80gN，N-二甲基甲酰胺中，加入0.2g三苯基膦和0.02g对苯二酚升温搅拌至100℃，加入75g叔碳酸缩水甘油酯和80gN，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，在50℃下真空干燥12h，得到改性氧化石墨烯；
S3：将0.54g二水合乙酸锌加入50mL无水乙醇中，加热至80℃搅拌30min，得到锌源溶液；将60mg改性氧化石墨烯超声分散在30mL无水乙醇中，将0.18g单水氢氧化锂超声分散在20mL无水乙醇中，得到浓度为2mg/mL的改性氧化石墨烯分散液和浓度为9mg/mL的单水氢氧化锂分散液；将改性氧化石墨烯分散液和单水氢氧化锂分散液混合后，加入锌源溶液，加热至80℃反应30min，加入200mL正己烷冷却至4℃沉降12h，离心，过滤，在60℃下真空干燥24h，得到复合粉末；
S4：将0.12g复合粉末超声分散于50mL乙二醇丁醚中，加入40gE51环氧树脂和10gSunmide 315固化剂，得到涂料；将不锈钢卡圈用砂纸打磨后，浸于丙酮中超声处理30min，用无水乙醇和去离子分别冲洗三次，烘干后，均匀涂覆涂料，于25℃下自然干燥7d，得到涂层厚度为100μm的一种灌装机用高强度不锈钢卡圈。
试验：将成品不锈钢卡圈裁剪成10cm×10cm大小样片；用摩擦磨损试验机(UMT3)测试涂层的耐磨性能，试验温度为25℃，涂层磨损率测试载荷为3N，频率为5Hz，空气中干膜才10min，人工海水中摩擦20min；用表面轮廓仪扫描涂层磨痕界面，磨痕长度均为5mm，用磨痕横截面积来表示涂层的磨损率，见表1。
表1磨痕横截面积
结论：实施例1～4中，复合粉末的加入量为环氧树脂质量的0.6％时，制备得到的不锈钢卡圈具有高硬度、耐摩擦、耐腐蚀以及优异的疏水性能。
对比例1中，未加入改性异氟尔酮二异氰酸酯，导致制备得到的涂层硬度降低；导致不锈钢卡圈强度下降；对比例2中，加入过多复合粉末导致，涂层内发生团聚现象，导致不锈钢卡圈表面涂层平整性降低，增加了不锈钢卡圈表面的摩擦系数，导致耐磨性下降；对比例3中，选用E51环氧树脂制备得到涂层环氧值过大，导致环氧树脂分子量减小，所含苯环数量降低，使得硬度降低，导致不锈钢卡圈强度降低。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种灌装机用高强度不锈钢卡圈的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将氧化石墨烯超声分散于N，N-二甲基甲酰胺中，得到分散液；将分散液升温，加入二月桂酸二丁基锡、改性异氟尔酮二异氰酸酯和N，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，真空干燥，得到中间体粉末；将中间体粉末超声分散于N，N-二甲基甲酰胺中，加入三苯基膦和对苯二酚升温搅拌，加入叔碳酸缩水甘油酯和N，N-二甲基甲酰胺，恒温反应，抽滤，洗涤，真空干燥，得到改性氧化石墨烯；
S2：将二水合乙酸锌加入无水乙醇中，加热搅拌，得到锌源溶液；将改性氧化石墨烯和单水氢氧化锂分别超声分散在无水乙醇中，得到改性氧化石墨烯分散液和单水氢氧化锂分散液；将改性氧化石墨烯分散液和单水氢氧化锂分散液混合后，加入锌源溶液，加热反应，加入正己烷冷却沉降，离心，过滤，真空干燥，得到复合粉末；
S3：将复合粉末超声分散于乙二醇丁醚中，加入环氧树脂和固化剂，得到涂料；将不锈钢卡圈预处理后，均匀涂覆涂料，干燥，得到一种灌装机用高强度不锈钢卡圈。
2.根据权利要求1所述的一种灌装机用高强度不锈钢卡圈的制备工艺，其特征在于：所述改性异氟尔酮二异氰酸酯按如下方法制备：
将异氟尔酮二异氰酸酯加入到N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，加入二月桂酸二丁基锡和甲基丙烯酸羟乙酯，升温反应，得到改性异氟尔酮二异氰酸酯。
3.根据权利要求2所述的一种灌装机用高强度不锈钢卡圈的制备工艺，其特征在于：异氟尔酮二异氰酸酯：甲基丙烯酸羟乙酯的质量比2：(1～1.2)，升温反应温度为40～45℃，反应时间为2～3h。
4.根据权利要求1所述的一种灌装机用高强度不锈钢卡圈的制备工艺，其特征在于：步骤S1中，氧化石墨烯：改性异氟尔酮二异氰酸酯的质量比为1：(14.5～15.5)；分散液升温温度为75～80℃，时间为2～3h，真空干燥温度为50～55℃，时间为10～12h。
5.根据权利要求1所述的一种灌装机用高强度不锈钢卡圈的制备工艺，其特征在于：步骤S1中，中间体粉末：叔碳酸缩水甘油酯的质量比为1：(75～80)；升温搅拌温度为100～105℃，时间为12～14h，真空干燥温度为50～55℃，时间为10～12h。
6.根据权利要求1所述的一种灌装机用高强度不锈钢卡圈的制备工艺，其特征在于：步骤S2中，二水合乙酸锌：改性氧化石墨烯：单水氢氧化锂的质量比为(9～9.5)：1：(3～3.5)。
7.根据权利要求1所述的一种灌装机用高强度不锈钢卡圈的制备工艺，其特征在于：步骤S2中，锌源溶液浓度为10～12mg/mL，改性氧化石墨烯分散液浓度为9～10mg/mL和单水氢氧化锂分散液浓度为2mg/mL；加热搅拌温度为80～85℃，时间为30～45min；加热反应温度为75～80℃，反应时间为30～45min，冷却沉降温度为4～5℃，时间为12～14h，真空干燥温度为60～65℃。
8.根据权利要求1所述的一种灌装机用高强度不锈钢卡圈的制备工艺，其特征在于：步骤S3中，复合粉末的加入量为环氧树脂质量的0.3～0.6％，环氧树脂：固化剂的质量比为4：(1～1.2)。
9.根据权利要求1～8任一项所述的一种灌装机用高强度不锈钢卡圈的制备工艺，制备得到的不锈钢卡圈。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A high-strength stainless steel snap ring for filling machines and its preparation process Granted publication date: 20240308 Pledgee: Jiangyin branch of Bank of China Ltd. Pledgor: Jiangyin Runfang Machinery Manufacturing Co.,Ltd. Registration number: Y2024980020442 |