一种橡胶o型圈表面涂覆用水性低摩擦、标识涂料及其制备方法

文档序号:9858480阅读:900来源:国知局
一种橡胶o型圈表面涂覆用水性低摩擦、标识涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种功能性涂料,具体地说是一种橡胶0型圈表面涂覆用水性低摩擦、 标识涂料及其制备方法,属于特种涂料领域。 二、
【背景技术】
[0002] 橡胶0型密封圈尽管看起来不大、毫不起眼,但是它是重要的工业基础件,几乎在 所有的交通运输工具、机械、能源和电器等设备中,发挥着至关重要的密封作用,例如从飞 机、舰船、汽车、高速列车的发动机,以及采油、采煤、采矿的大型机械设备直到家用电器,如 空调、热水器与净水器等,无一离不开0型密封圈。在将橡胶0型密封圈安装到机械设备的过 程中,无论是手工还是半自动化或自动化,为了方便操作都需要对橡胶0型密封圈的表面进 行润滑和颜色识别处理。虽然将润滑剂或滑石粉涂覆到密封圈上进行润滑处理比较容易成 本也低,但是经过一段较短时间,润滑剂便会因自身的重力流到底部,在密封圈的顶部几乎 没有润滑剂,底部却留下粘糊糊的油污,不及时清理会使自动安装线的设备被堵塞,从而导 致设备停工维修;而滑石粉则会从0型圈上脱落,并且过多使用会引起粉尘,影响操作工人 健康安全。
[0003] 对橡胶0型密封圈表面涂覆水性低摩擦、标识涂料是可行的办法。硫化胶表面涂覆 低摩擦系数、带有特定颜色可识别的润滑涂层后,工作时的摩擦机理变成了润滑剂粒子之 间以及润滑涂层与摩擦副之间的相对滑动机理,避免了 〇型圈的橡胶基体与摩擦副的直接 触,在摩擦系数下降的同时,0型圈磨损也大大降低了。综合来说,润滑涂层能够有效降低橡 胶制品的表面摩擦系数,降低磨耗和能耗,方便橡胶0型密封圈的装配,而且操作简单易行。 但是这种低摩擦系数的润滑减磨涂层的缺点是与橡胶基体粘着性较差,因此优选与橡胶基 体界面粘结性能好的成膜树脂是其中的关键。 三、

【发明内容】

[0004] 本发明旨在提供一种橡胶0型圈表面涂覆用水性低摩擦、标识涂料及其制备方法, 本发明涂料喷涂在橡胶表面固化形成的涂层摩擦系数小,自润滑性能优良,与硫化橡胶附 着力好。
[0005] 本发明解决技术问题采用如下技术方案:
[0006] 本发明橡胶0型圈表面涂覆用水性低摩擦、标识涂料,其原料按质量百分比构成如 下:
[0007]
[0008]
[0009] 成膜物质之一一水性聚氨酯树脂,是一种阴离子型脂肪族水性聚氨酯分散液,可 形成附着力强、耐化学性、耐磨、耐水、耐寒、机械强度和回弹性优良的柔韧涂膜。
[0010] 成膜物质之二一水性丙烯酸树脂,该树脂以甲基丙烯酸酯为主要单体,通过引入 具有亲水性(如-C00H)和反应性(如-OH)官能团单体共聚而成。它通过与相应的氨基树脂固 化剂复配交联,可制备对橡胶表面具有优良附着力、耐溶剂、耐水的涂膜。
[0011]成膜物质之三一氨基树脂为交联固化剂。所述的氨基树脂是高羟甲基型甲醚化三 聚氰胺甲醛树脂,它属于部分烷基化的反应型氨基树脂。其分子结构中的烷氧基甲基和羟 甲基是其交联反应的主要官能团,但烷氧基甲基在较高温度才能发生交联反应,而羟甲基 的反应活性大于烷氧基甲基。随着该氨基树脂中羟甲基含量的增加,交联温度降低,固化反 应速度提高。
[0012] 氨基树脂与成膜树脂中的羟基反应方程过程如下:
[0013]
[0014] 所述助溶剂为丙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、正丁醇、丙二醇丁醚、异丙醇中的一 种或几种,可提尚水性树脂在水中的溶解能力。
[0015] 所述消泡剂为德国毕克公司生产的聚醚改性有机硅类的BYK020,是通过表观密度 筛选出来的,消泡能力强、抑泡持久,不会产生表面缺陷或影响成膜性。
[0016] 所述流平剂为德国毕克公司生产的聚醚改性有机硅类的BYK333,此流平剂一方面 可以做到显著降低涂料的表面张力,提高涂料的底材润施能力和漆膜的流动性、消除 Bernard旋祸从而防止发花;另一方面能改善涂层的平滑性、抗挂伤性和抗粘连性。
[0017] 所述分散剂为德国毕克公司生产的具有分散颜料功能的BYK191,此分散剂吸附于 颜料颗粒的表面并使其带上电荷,通过空间位阻及电荷相斥,避免了颜料絮凝。
[0018] 所述润滑减摩剂为聚四氟乙烯乳液(市购)、水分散氮化硼(市购)中的一种或两 种。选用的聚四氟乙烯乳液(PTFE)粒径适中(粒度0.25-0.35μπι)、纯度高;水分散氮化硼BN, 应选用结构与性能类似石墨的立方氮化硼(h-BN)纳微米粉体,所述水分散氮化硼是预先经 过表面处理的氮化硼,能在水相中分散成较稳定的体系。h-BN的摩擦系数很低、耐腐蚀和高 温稳定性很好。
[0019] 所述色浆是按照以下方法制备得到的:
[0020] 在高速分散机中加入去离子水,在转速1000/min的搅拌速度下依次加入分散剂 BYK191以及消泡剂BYK020,搅拌分散均匀,随后加入颜料,搅拌分散均匀后砂磨至细度< 10 μπι即得色浆。
[0021 ]制备色浆的各原料按质量百分比构成如下: 分散剂 ΒΥΚ191 2%-5%, 消泡剂 ΒΥΚ020 0.3%-0.5%,
[0022] 颜料 45%-65%:, 去离子水 余量。
[0023] 本发明色浆一方面可以使颜料体系的分散剂和表面活性剂的类型与整个水性涂 料体系的一致,保证颜料在混合后体系中不聚集;另一方面方便调配不同颜色的涂料。市场 上购买的通用水性色浆在加入本涂料体系中喷涂在橡胶表面后会出现浮色现象,但自制的 色浆在混入涂料体系中不会出现上述现象。
[0024] 本发明橡胶0型圈表面涂覆用水性低摩擦、标识涂料的制备方法,包括如下步骤: [0025]将固含量为50 %的水性丙烯酸树脂、分散剂、润滑减摩剂、50 %的助溶剂和60 %的 去离子水混合均匀,砂磨分散至细度< lOym,再加入水性聚氨酯树脂、氨基树脂、色浆、余量 的助溶剂、余量的去离子水、流平剂和消泡剂,用三乙胺调pH值至8-9,800r/min下搅拌分散 15min,即得水性低摩擦、标识涂料。
[0026]所述水性聚氨酯的合成过程如下:
[0027]在带有回流装置的反应容器中加入100-105质量份丙酮,170-175质量份聚碳酸酯 多元醇1000,20-25质量份0冊4(二羟甲基丁酸),搅拌均匀并加热至55-60°(:,加入30-35质 量份HDI (六亚甲基二异氰酸酯)和72-76质量份IPDI (异佛尔酮二异氰酸酯),于85-90°C下 反应2.5-3h,直到NC0%含量< 4.1 %时终止反应,降温至35°C,于20min内滴入15-18质量份 的三乙胺进行中和,滴完后搅拌lOmin得到预聚物溶液;将所述预聚物溶液缓慢加入580-585质量份去离子水中,继续搅拌1.5h,抽真空脱除丙酮溶剂即获得固含量30%的水性聚氨 酯树脂。
[0028] 聚碳酸酯多元醇1000、DMBA在使用前分别于100-120°C下进行真空脱水处理,确保 含水量低于〇. 05% ;丙酮用4A分子筛浸渍脱水处理。
[0029]本发明制备的涂料的物化性能如下:
[0030]
[0031] 与已有技术相比,本发明的有益效果体现在:
[0032] 1、本发明涂料所用的溶剂是水,对人体无害,是环保型涂料;
[0033] 2、本发明涂料喷涂在橡胶表面固化形成的涂层摩擦系数小,自润滑性能优良,与 硫化橡胶附着力好;
[0034] 3、本发明涂料使用时采用的是滚喷工艺,橡胶0型圈前处理清洗环保、简单、方便。
[0035] *本发明由"安徽省绿色高分子材料重点实验室"资助。 四、
【附图说明】
[0036] 图1是喷涂不同颜色的低摩擦、标识涂料的橡胶0型圈。 五、
【具体实施方式】 [0037]原料:
[0038]水性丙烯酸树脂牌号为Levertex 702,由广州珂宁化工科技有限公司提供;
[0039]氨基树脂牌号为韩国美螺丝M-21,由上海八共根国际贸易有限公司提供;
[0040]聚四氟乙烯乳液牌号为D310,由大金工业株式会社提供;
[0041]水分散氮化硼为King aqua BN500,由上海联锴日用化工有限公司提供。
[0042]水性聚氨酯为自制得到,合成过程如下:
[0043]在带有回流装置的反应容器中加入103质量份丙酮,173质量份聚碳酸酯多元醇 1000,22质量份01?4,搅拌均匀并加热至55-60°(:,加入32质量份!101和74质量份1?01,于85-90°C下反应至NC0%含量<4.1%时终止反应,降温至35°(:,于2〇1^11内滴入16质量份的三乙 胺进行中和,滴完后搅拌l〇min得到预聚物溶液;在2000rpm转速下将所述预聚物溶液缓慢 加入582质量份去离子水中,继续搅拌1.5h,抽真空脱除丙酮溶剂即获得固含量30%的水性 聚氨酯树脂。
[0044] 聚碳酸酯多元醇1000、DMBA在使用前分别于100-120°C下进行真空脱水处理,确保 含水量低于〇. 05% ;丙酮用4A分子筛浸渍脱水处理。
[0045] 实施例1:
[0046] 本实施例中橡胶0型圈表面涂覆用水性低摩擦、标识涂料的原料按质量百分比构 成如下:水性聚氨酯树脂7%,水性丙烯酸树脂8%,氨基树脂0.5%,聚四氟乙烯乳液25%, 水分散氮化硼5%,丙二醇单甲醚5%,分散剂BYK191 3%,流平剂BYK333 1 %,消泡剂 BYK020 1%,深蓝色色浆5%,去离子水余量。
[0047]本实施例中橡胶0型圈表面涂覆用水性低摩擦、标识涂
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1