专利名称：具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种环氧树脂类功能涂料及其制备方法，特别涉及一种具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料及其制备方法。该功能涂料经涂复在热轧辊孔型表面固化后具有增加轧辊咬入能力、耐高温和防止轧辊表面锈蚀的功能，同时经轧制后孔型表面涂膜自行脱落，不影响产品的质量。
背景技术：
轧辊是线棒材生产中主要的生产工具之一，主要配置在线棒材粗中轧机机组上，按工艺要求车削成不同尺寸的孔型，以实现对轧件的塑性变形。而一个机架所使用的轧辊上有数个轧槽，从轧辊的一侧开始使用，到了轧槽的控制吨位就开始更换轧槽，到轧槽全部使用完为止开始更换轧辊。
轧制的原料为不同尺寸规格的钢料方坯，钢料方坯被加热到(900~1000℃)通过被高压水直接冷却的轧辊进行轧制成不同规格的中间断面，满足下游精轧机的需要。轧辊表面孔型(孔槽)在生产过程中，经过一定轧制量的生产，轧辊磨损造成孔型尺寸变化，需要对轧辊进行更换孔槽操作，以更换未使用过的轧槽继续生产，保证轧制的稳定性和产品质量。在孔型(孔槽)的使用过程中为确保新槽投入时的轧件咬入角(靠轧辊孔型表面的摩擦阻力将热态钢料方坯咬入)，必须充分保证轧孔孔型(孔槽)表面与轧件的摩擦系数，不能够使轧辊备用孔型出现孔锈蚀，以免因铁锈的存在降低轧辊孔型表面的咬入摩擦系数。此外，备用孔型与使用孔型之间因热传导作用温度将达到200~500℃，在水冷却过程中进一步加剧了备用孔型的表面锈蚀作用。生产中为保证换孔型时不出现轧件因锈蚀造成的咬入困难需要停机人工出锈，这不仅影响生产，而且容易出现事故，为此需要发明一种不降低轧辊孔型表面摩擦系数、耐高温与防锈涂料，以解决轧辊换备用孔型所存在的停机与除锈问题。
钢铁生产中热轧型材生产工艺过程至今均采用铸铁材质的孔型轧辊，热态方坯直接通过采用高压水冷却的轧辊，在轧辊压力的作用下实现塑性变形，轧辊表面因温度和水的作用所出现的锈蚀问题一直制约着生产，尚未找到从根本上解决的方法。虽然针对高温过程，有很多耐高温的涂料，如中国专利申请CN1295102A公开了一种以苯基氯硅烷、甲基氯硅烷及含氟有机硅化合物单体的组合物为成膜物质，添加有机溶剂、助剂以及超细高岭土和滑石粉为填料，经砂磨后形成均匀涂料。该涂料实干18小时，涂膜耐高温500℃、3小时。该发明所制备的涂料属于油漆类涂料，涂膜表面光滑。此外，从已公开的专利说明书中没有发现其防水与防锈功能，同时没有给出实质性应用条件，且实干时间太长影响轧辊的使用周转周期。中国专利申请CN1245191A公开了一种水分散型、室温固化的有机硅改性橡胶防水涂料。该涂料以有机硅、苯丙乳液为成膜物质，聚丙烯酰胺为固化剂、无机填料，水为分散介质等，经砂磨制备成乳胶涂料。该涂料属于建筑防水涂料，由于采用水为分散介质，再加上无机盐的作用容易使金属基体材料发生锈蚀，因此该涂料不具备防锈作用。其次专利说明书没有阐述其耐高温性。中国专利CN1154703C公开了一种以树脂为成膜物质，亚磷酸轻钙为主要防锈物质、磷酸盐为辅助防锈物质，溶剂与填料等组成的防锈涂料。由所公开的专利说明书可以发现该涂料属于室温溶剂挥发干燥成膜过程，涂膜在金属材料基体上具有很好的防锈作用，但从所采用的树脂分析不具备耐高温性。
上述比较发现，已公开的发明专利均不具备热轧工艺对轧辊所要求的功能涂料的作用。
发明内容
本发明的目的提供一种具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料及其制备方法，解决现有涂料无法同时具备高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的技术问题。本发明涂料可以在轧辊更换上机之前，在辊间对轧辊轧槽表面使用，当进行轧辊轧槽更换操作时，可以确保轧槽表面摩擦系数，防止轧件咬入打滑，从而消除轧辊换备用轧槽时，所存在的停机对轧槽打磨以提高轧槽表面摩擦系数，与轧辊表面长期裸露在冷却水和高温的环境下需要除锈问题。
本发明的技术方案为一种具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料，涂料的配方组成(以耐高温环氧树脂的重量为基准份数)为耐高温环氧树脂100份，固化剂5~25份，增韧剂0~10份，溶剂0~10份，填料150~300份。其中1、耐高温环氧树脂可以选择的为耐高温环氧树脂为成膜物质，由于成膜物质的耐高温特性直接影响到涂膜的最终耐高温性，故本发明主要选择耐高温的酚醛改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、阻燃型环氧树脂中任何一种；2、固化剂可以选择的为固化剂与环氧树脂之间的配伍性同样影响到涂膜的最终耐高温性，故本发明主要选择中温与高温固化剂芳香胺类，如间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷、间苯二胺、二氨基二苯基砜；芳香型酸酐类，如邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐、十二烯基琥珀酸酐；与胺基有机硅烷(HK550)中任何一种或由两种按一定的比例组成的混合物；3、增韧剂可以选择的为增韧剂主要用于改善涂膜高温下的韧性，以减少或避免涂膜因温度或应力造成的裂纹，从而影响到涂膜的耐高温、防水与防锈特性。此外，增韧剂的选择与用量同时要考虑涂膜经轧制后容易脱落，不影响轧件的表面质量。本发明耐高温的增韧剂羧选择丁基腈橡胶、聚芳砜、聚醚酮中的任何一种或由两种按一定比例组成的混合物；4、溶剂可以选择的为二甲苯、活性稀释剂，活性稀释剂选自烯丙基缩水甘油醚、溴代甲酚缩水甘油醚与环氧氯丙烷；5、高摩擦阻力无机填料可以选择为采用耐高温环氧树脂涂膜能够起到轧辊表面防水、防锈的作用，但涂膜本身将降低轧辊表面的摩擦阻力系数，从而影响生产中轧辊对轧件的咬入能力，为此本发明选择高硬度、耐磨的无机粗颗粒填料，以克服涂膜对轧制咬入力的降低作用。填料的粒度选择不仅影响涂膜的摩擦阻力系数，而且影响轧制工艺，因此本发明选择的粒度范围150~300目的二氧化硅、碳化硅、氮化硅中的任何一种或多种按一定比例的混合物。
一种具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料的制备方法，该涂料为双组分固化成膜涂料，首先将耐高温环氧树脂、增韧剂、溶剂与填料混合制备成组成均匀的A组分；然后将固化剂、增韧剂、溶剂与填料混合制备成B组分。使用时按涂膜对基体表面的处理要求，首先将轧辊表面处理干净，然后将A、B组分按比例混合均匀即可采用涂刷或喷涂的方式，直接在轧辊表面进行涂复施工，涂膜按耐高温环氧树脂与固化工艺的要求进行固化后即可安装使用。
具体的制备与使用方法为1、首先将无机填料粉碎，并筛分取150~300目范围的颗粒作为填料使用。填料在加入到涂料中时需事先脱出水分，以免涂膜干燥时形成针孔或气泡，影响涂膜的整体防水和防锈作用。2、A组分的配制，首先将耐高温环氧树脂、增韧剂、溶剂加入到高速分散的反应釜中进行溶解与混合，反应釜内的搅拌速度不小于250r/min，溶解与混合时间为30min。然后加入配方量70％的填料，继续进行混合，时间为10~30min。3、B组分的配制，首先将固化剂、增韧剂、溶剂加入到高速分散的反应釜中进行溶解与混合，反应釜内的搅拌速度不小于250r/min，溶解与混合时间为30min。然后加入配方量30％的填料，继续进行混合，时间为10~30min。4、使用时将A、B按2∶1~3∶1的重量比进行混合均匀，即可进行涂刷或喷涂施工。混合后的涂料施工周期为小于2~4小时。此外，由于选择不同的环氧树脂与固化剂时所要求的固化条件不同，因此涂刷或喷涂施工后轧辊需要按涂料的配方固化工艺条件要求进行固化。5、涂料施工对轧辊基体的表面处理要求，按轧制工艺要求刚机械加工过的轧辊先用棉纱清除轧辊表面的油污，然后用酒精清洗轧辊表面2~3次，并自然干燥。
本发明的显著特点主要表现为下列几个方面，一是选择附着力强、耐高温的改性环氧树脂为成膜物质，从而能够保证涂膜在与轧辊机械加工工艺相结合，因此施工方便。二是选择高耐磨擦阻力的无机填料，使涂膜固化后表面呈现出一定的粗糙程度，从而增加了轧辊表面的摩擦阻力，有利于轧件的咬入。三是本发明提出的是一种多功能涂料，主要表现在提高涂膜表面摩擦阻力、防锈、防水与耐高温与一体。高温下满足轧制工艺的要求，即不产生裂纹、具有防水、防锈功能。四是涂膜施工工艺简单，由于环氧树脂附着力强，对基体的表面处理要求不高，可采用涂刷施工方式，也能够采用喷涂方式施工。
本发明有益效果本发明是一种提高轧辊轧槽表面摩擦系数、耐高温与防锈涂料，可以在轧辊更换上机之前，在辊间对轧辊轧槽表面使用，当进行轧辊轧槽更换操作时，可以确保轧槽表面摩擦系数，防止轧件咬入打滑，从而消除轧辊换备用轧槽时，所存在的停机对轧槽打磨以提高轧槽表面摩擦系数，与轧辊表面长期裸露在冷却水和高温的环境下需要除锈问题。
具体实施例方式由于本发明属于热态轧辊表面高摩擦阻力、耐高温、防水功能涂料，从轧辊工艺对涂膜的功能要求以及涂膜本身的特性两方面提出如下质量指标。1、涂膜的表干、实干指标；2、涂膜高温韧性指标；3；涂膜高温失重率指标；4、涂膜防锈试验指标；5、涂膜摩擦阻力系数指标以下给出本发明的具体实施例，配方以重量份数为单位。
实施例1-2表1配方
表2涂膜主要质量指标
实施例3-4表3配方
表4涂膜主要质量指标
实施例5-6表5配方
表6涂膜主要质量指标
由上述实施例表明，采用本发明提供的高摩擦阻力、耐高温、防锈与防水涂料的配方及制造方法，不仅可以解决热轧工艺过程中出现因轧辊表面锈蚀所造成换辊停车、人工除锈等问题，而且能够增加轧辊对轧件的咬入能力。本发明不仅用作热轧辊孔型表面涂料，也可以用在其他对工件表面要求同时具备高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的工件上。
权利要求
1.一种具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料，以耐高温环氧树脂的重量为基准份数，涂料的配方组成为耐高温环氧树脂100份，固化剂5~25份，增韧剂0~10份，溶剂0~10份，填料150~300份。
2.根据权利要求1所述的具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料，其特征是所述的耐高温环氧树脂选自酚醛改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、阻燃型环氧树脂中的一种。
3.根据权利要求1所述的具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料，其特征是所述的固化剂选自芳香胺、芳香型酸酐与胺基有机硅烷中一种或两种。
4.根据权利要求3所述的具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料，其特征是所述的芳香胺选自间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷、间苯二胺、二氨基二苯基砜。
5.根据权利要求3所述的具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料，其特征是所述的芳香型酸酐选自邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐、十二烯基琥珀酸酐。
6.根据权利要求1所述的具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料，其特征是所述的增韧剂选自丁基腈橡胶、聚芳砜、聚醚酮中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料，其特征是所述的溶剂选自二甲苯或活性稀释剂，其中活性稀释剂选自烯丙基缩水甘油醚、溴代甲酚缩水甘油醚与环氧氯丙烷。
8.根据权利要求1所述的具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料，其特征是所述的填料选自二氧化硅、碳化硅、氮化硅中一种或多种，填料颗粒度为150~300目。
9.权利要求1所述的具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料的制备方法，其特征是包括以下步骤首先将耐高温环氧树脂、增韧剂、溶剂与填料按配比混合制备成组成均匀的A组分；然后将固化剂、增韧剂、溶剂与填料按配比混合制备成B组分；最后将A组分、B组分按比例混合均匀即可。
10.根据权利要求9所述的具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料的制备方法，其特征是A组分中填料的加入量为配方量的70％，B组分中填料的加入量为配方量的30％，A组分、B组分按2∶1~3∶1的重量比混合均匀。
全文摘要
本发明涉及一种环氧树脂类功能涂料及其制备方法，特别涉及一种具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料及其制备方法。主要解决现有涂料无法同时具备高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的技术问题。本发明的技术方案为一种具有高摩擦阻力、耐高温和防锈性能的涂料，涂料的配方组成(以耐高温环氧树脂的重量为基准份数)为耐高温环氧树脂100份，固化剂5～25份，增韧剂0～10份，溶剂0～10份，填料150～300份。首先将耐高温环氧树脂、增韧剂、溶剂与填料按配比混合制备成组成均匀的A组分；然后将固化剂、增韧剂、溶剂与填料按配比混合制备成B组分；最后将A组分、B组分按比例混合均匀即可。涂料主要用于涂复在热轧辊孔型表面。
文档编号C09D5/08GK1939988SQ20051003015
公开日2007年4月4日 申请日期2005年9月29日 优先权日2005年9月29日
发明者王卫东, 金鸣林, 张瑞华, 魏立群, 施国优, 杨霄, 郑玉丽, 张杏耀 申请人:宝山钢铁股份有限公司, 上海应用技术学院