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FEVE树脂常温固化耐磨涂料的研究,以氟乙烯- 乙烯基醚聚合物( FEVE)树脂为基体, 添加三氧化二铝、二氧化硅、三氧化二铬等填料, 三聚体755K固化剂及其他助剂, 研制出一种双组分常温固化涂料
2019年09月16日    阅读量:1626     新闻来源:中网行业信息网    |  投稿

0 引 言

氟涂料发展了60多年, 经历了热熔型、常温交联固化型、水基型三个发展阶段, 其中常温固化型发展较快[ 1-2] 。常温固化氟涂料具有超长耐久性、耐化学药品性、防污性、涂层粘附性等特性, 已广泛应用于建筑、化学工业、电气电子工业、机械工业、航空航天等领域[3-4]。本实验研制了一种双组分、常温固化的FEVE树脂耐磨涂料中国机械网okmao.com


1 实验部分

1. 1 实验试样

本实验采用试样为低碳钢( 50 mm x 50 mm x 5 mm ) 。

1. 2 主要原料与仪器

FEVE树脂: 工业品, 无色透明黏稠液体, 西安向阳航天特种涂料有限公司; 三聚体固化剂755K: 化学纯, 无色透明液体, 江苏三木集团有限公司; 丙酮: 分析纯, 无色透明液体, 天津市化学试剂六厂; 氨基硅烷偶联剂( C- 氨丙基三乙氧基硅烷): 分析纯, 无色透明液体, 盖县化工厂; 三氧化二铬( 600目): 国产; 三氧化二铝( 600 目) : 国产; 二氧化硅( 600 目) :国产。

SS16型液体喷砂机、天平、烧杯、量筒、玻璃棒、羊毛刷、电子搅拌器、CM - 无釉砖耐磨试验机等。

1. 3 实验方法

1. 3. 1 基材预处理

试验中的低碳钢试样采用喷砂处理。选用棱角多、硬度适中、80目的石英砂为磨料。以0.5~ 0. 6MPa干燥洁净压缩空气为动力, 喷距为150 mm, 喷射角为30~ 75b将磨料高速喷射到试样表面, 将表面杂质彻底清除并使表面粗化, 使涂层与基体有良好的附着力。

1. 3. 2 填料预处理

将占填料质量1%的KH - 550滴加到与填料等量的二甲苯中, 搅拌均匀。然后将填料加入到溶液中, 搅拌约15 m in。

1. 3. 3 涂料的制备

将预处理好的三氧化二铬、三氧化二铝、二氧化硅加到10 g FEVE 树脂中研磨, 然后加入三聚体固化剂755K(比例为10B1~ 3) 搅拌, 配制成涂料, 刷涂在试样表面。

1. 3. 4 涂层性能测试

采用CM - 无釉砖耐磨试验机测试涂层的耐磨性, 耐磨机的主要参数: 摩擦钢轮转速: 75 r /m in; 直径: ( 200士 0. 2) mm;厚度: ( 10士  0.1) mm; 硬度: HB203~ 245。以磨坑弦长表示耐磨效果。按ISO2409) 1972( E ) 测试涂层附着力; 根据GB /T6739) 1996测试涂层的硬度; 根据GB /T 1728) 1979( 1989)测试涂层的干燥时间; 根据GB /T 1763) 1979( 1989)测试涂层的耐化学试剂性。


2 正交实验与结果分析

采用四因素三水平L9 ( 43 ) 正交实验设计, FEVE 树脂10 g, KH - 550为填料质量的1%, 考察固化剂755K、三氧化二铬、二氧化硅、三氧化二铝对涂层主要性能的影响, 通过极差分析筛选出最佳配方。

2. 1 正交实验与极差分析表

根据极差R大小确定各因素的主次顺序: 耐磨性: 三氧化二铬> 755K> 三氧化二铝> 二氧化硅;附着力: 755K> 三氧化二铬> 三氧化二铝= 二氧化硅;硬度: 755K> 三氧化二铬= 二氧化硅> 三氧化二铝。

综合权衡选取最优条件, 具体用量及性能指标见表2、表3。

正交实验设计与极差分析

FEVE树脂常温固化耐磨涂料的研究,以氟乙烯- 乙烯基醚聚合物( FEVE)树脂为基体, 添加三氧化二铝、二氧化硅、三氧化二铬等填料, 三聚体755K固化剂及其他助剂, 研制出一种双组分常温固化涂料 中网行业信息网

涂料最优配方及性能

FEVE树脂常温固化耐磨涂料的研究,以氟乙烯- 乙烯基醚聚合物( FEVE)树脂为基体, 添加三氧化二铝、二氧化硅、三氧化二铬等填料, 三聚体755K固化剂及其他助剂, 研制出一种双组分常温固化涂料 中网行业信息网

2. 2 因素与指标趋势图

图1为各因素对硬度指标的影响。

FEVE树脂常温固化耐磨涂料的研究,以氟乙烯- 乙烯基醚聚合物( FEVE)树脂为基体, 添加三氧化二铝、二氧化硅、三氧化二铬等填料, 三聚体755K固化剂及其他助剂, 研制出一种双组分常温固化涂料 中网行业信息网

各因素对硬度指标的影响趋势

从图1 可知, 随着755K 含量的增加, 涂层的硬度增大。当755K 含量达到2 g时, 硬度不再改变。当固化剂达到一定值时, 过量的固化剂与FEVE 树脂不反应, 交联程度不变。随着填料含量的增加, 涂层的硬度都呈现先增大的趋势。三氧化二铬、二氧化硅、三氧化二铝都属硬质颗粒, 分布在涂层的表面, 起支撑作用, 使涂层的硬度增大。但当氧化铬含量大于0.4 g, 以及氧化铝含量大于1.0 g时, 涂层表面会出现一些不均匀的质点, 使涂层的表面性能降低。

各因素对附着力的影响见图2。

FEVE树脂常温固化耐磨涂料的研究,以氟乙烯- 乙烯基醚聚合物( FEVE)树脂为基体, 添加三氧化二铝、二氧化硅、三氧化二铬等填料, 三聚体755K固化剂及其他助剂, 研制出一种双组分常温固化涂料 中网行业信息网

各因素附着力指标的影响趋势


从图2 可知, 随着755K 含量的增加, 涂层附着力下降。为固化剂用量增加, 涂层脆性也相应增大, 当用量达到3 g时, 会出现粉化现象。三氧化二铬在KH - 550中的分散效果差, 其用量增加使涂层的附着力下降。二氧化硅和三氧化二铝对附着力的影响均是先增大后减小, 用量为0.5~ 1 g时, 涂层的附着力增大, 用量继续增加, 偶联剂对其的包覆作用下降, 附着力也相应下降。

各因素对涂层耐磨性的影响见图3。

FEVE树脂常温固化耐磨涂料的研究,以氟乙烯- 乙烯基醚聚合物( FEVE)树脂为基体, 添加三氧化二铝、二氧化硅、三氧化二铬等填料, 三聚体755K固化剂及其他助剂, 研制出一种双组分常温固化涂料 中网行业信息网

各因素对耐磨性指标的影响趋势

从图3可知, 随着755K 含量增加, 涂层耐磨性先增大后减小。采用适量三聚体固化氟树脂效果优良, 但用量当达到2 g以后, 涂层有出现粉化的趋势。随着氧化铬用量的增加, 涂层的耐磨性先减小后增大。三氧化二铬用量少时, 涂层表面氧化铬颗粒少, 不足以提高其耐磨性; 氧化铬含量的进一步增加, 涂层表面氧化铬颗粒增加, 因而涂层耐磨性增大。氧化硅含量的变化对涂层耐磨性基本无影响, 说明氧化硅在涂层分布概率小。氧化铝含量的增加, 涂层的耐磨性增大。其含量达到1 g以后, 氧化铝在涂层中的分散效果差, 因而涂层的耐磨性下降。随着氧化硅含量的增加, 涂层的耐磨性先增大后减

小, 但相对于其他两种填料来说其耐磨作用处于次要地位。


3 结 语

( 1) FEVE 树脂常温固化耐磨涂层的最优配方为: FEVE树脂用量为10 g; 固化剂755K 的用量为2 g; 三氧化二铬的用量为0.2 g; 二氧化硅的用量为1 g; 三氧化二铝的用量为1 g;KH - 550的用量为0.022 g。

( 2)涂层在3 h表干, 24 h内实干。在3.3 kg的负荷作用下与钢轮对磨1 000转的弦长为4. 98 mm, 耐磨性能优良; 铅笔硬度为5H; 附着力为0级。


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