專利名稱：金屬氟橡膠復合密封板的制備方法
技術領域：
本發明屬于金屬與氟橡膠復合材料的制備領域，具體涉及一種可用于在高溫及化學介質環境下作密封墊的金屬氟橡膠復合密封板的制備方法。
背景技術：
氟橡膠由于其優異的綜合性能，已在汽車加熱/冷卻系統、燃油/排氣凈化系統、發動機/傳動系統等廣泛使用，通常是以氟橡膠密封墊、密封圈、氟橡膠管等制件形態提供。隨著汽車行駛速度的提高和發動機向小型化發展，內燃機的工作溫度越來越高；同時為應對石油逐步枯竭引起的全球能源危機，生物汽/柴油被加入汽車燃油中，傳統的汽缸墊密封材料已不能滿足使用要求。國外從上世紀末已開始使用金屬氟橡膠復合密封板作高級轎車、載重卡車、摩托車等要求較高的內燃機的汽缸墊材料，國內從本世紀初已開始進行這方面的研究工作并有相關的文獻報道和公開的發明專利。南昌大學劉杰2007年的碩士論文《內燃機用新型氟橡膠涂層金屬密封墊片的研究》、華東理工大學錢寅國2009年的碩士論文《金屬涂覆氟橡膠密封板材的研制》等文章，詳細介紹了氟橡膠涂料的制備、硫化劑的選擇、影響氟橡膠涂層性能的各種因素以及制得的金屬氟橡膠復合板在汽車發動機上的使用情況。舟山市海山密封材料有限公司施中堂的專利《金屬薄板涂覆橡膠的密封·和減震消音材料及其制備方法》(CN200410052794. 2.)，涉及一種金屬薄板涂覆的橡膠密封和減震消音材料及其制備方法，該材料包括金屬薄板，涂覆金屬薄板的涂覆層，它由橡膠、填料和配合劑組成，彌補了其它非金屬材料的耐溫性、抗疲勞性和蠕變性的不足和石棉基密封材料對人體的有害問題。南昌大學邱祖民等的專利《內燃機用新型氟橡膠涂層金屬密封墊片的制備工藝》(CN200710105734. 6.)，涉及一種內燃機用新型氟橡膠涂層金屬密封墊片的制備工藝，它的優點是可采用噴涂和絲網印刷兩種工藝氟橡膠進行施工及不需底涂。上述相關文獻及專利報道的金屬氟橡膠復合板具有耐高溫、耐燃油、耐老化、密封等性能，通過底涂或在氟橡膠涂料配方設計中加入偶聯劑等方法使得氟橡膠涂層對金屬板有較好的附著力，但都存在附著力不夠、氟橡膠涂層在高溫條件下被壓潰等問題。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中氟橡膠涂層在高溫、燃油、緊壓條件下容易被壓潰而失去密封效果的技術缺陷，提供一種工藝簡單、操作方便、產品抗壓潰、附著力強、密封效果優異的金屬氟橡膠復合密封板的制備方法。本發明的目的是通過下述技術方案來實現的。本發明的金屬氟橡膠復合密封板的制備方法，是在表面清洗干凈的金屬板上依次涂覆增粘促進劑、氟橡膠底層涂料、氟橡膠面層涂料，經185 250°C高溫硫化I 3小時得產品，其特點是其中所述氟橡膠底層涂料由26型氟橡膠生膠100份(重量份，以下同)、氣相法白炭黑I 6份、炭黑15 40份、氧化鎂2-15份、氫氧化鈣O 10份、硬脂酸鋅
O.4 2. O份，在開煉機上/密煉機內混煉均勻后，加入混煉膠重量份數2 4倍的混合溶齊U、充分溶解后過濾后制得，使用時，加入2 6份的雙酚AF硫化劑。上述方案中，所述氟橡膠底層涂料中的26型氟橡膠生膠的門尼粘度較好為35 60萬。
上述方案中所述氟橡膠底層涂料中的白炭黑是抗沉降劑，是比表面積為150 400m2/g的氣相法白炭黑。上述方案中所述氟橡膠底層涂料中的炭黑為補強劑，是平均粒徑50 80um、比表面積為80 150m2/g的半補強炭黑。上述方案中所述氟橡膠底層涂料中的氧化鎂、氫氧化鈣為吸酸劑，其平均粒徑為
0.5 5. 5um。上述方案中所述氟橡膠底層涂料中的混合溶劑由乙酸乙酯與乙酸丁酯按I O. 5 I. 5的重量比混合而成。上述方案中所述氟橡膠底層涂料中的白炭黑較好是比表面積為300 380m2/g的氣相法白炭黑。
上述方案中所述氧化鎂較好是5 10份。上述方案中所述氟橡膠涂層硫化溫度較好是220°C 240°C，硫化時間較好是
1.5 2. 5小時。本發明的具體制備過程是在經過表面清洗干凈的金屬鋼帶單面或兩面涂覆專用增粘促進劑后，加熱使其表干，然后通過輥涂、噴涂、淋涂或浸涂等方式涂覆氟橡膠底層涂料，經過烘道加熱使涂料溶劑揮發并達到初步固化后，再涂覆氟橡膠面層涂料，再次通過烘道使面層涂料溶劑揮發并達到初步固化，最后薄涂一層防粘劑，將復合板轉入鼓風烘箱中高溫二段硫化即得到金屬氟橡膠復合密封板。涂覆增粘促進劑主要保證氟橡膠涂層與金屬板間達到可靠粘接，氟橡膠底層涂料提供復合板優異的抗壓潰性能，面層涂料提供表面光亮、密封性能，最外層防粘涂料保證金屬氟橡膠復合密封板在重壓情況下涂層間不粘連；而氟橡膠本身具有耐高溫、耐油、耐化學藥品、耐氣候老化、耐輻射等優異性能。因此本金屬氟橡膠復合密封板具有耐高溫、優異的氣密性、耐溶劑(車用機油10 /30)、氟橡膠涂層與基材粘接牢固和抗壓潰等優異綜合性能，并且金屬氟橡膠復合密封板存放過程中相互間不會因重壓而產生粘連。本發明是發明人通過實踐探索出來的科學實用的技術方案，普通氟橡膠的壓縮變形較大，氟橡膠涂層在高溫、燃油、緊壓條件下容易被壓潰而失去密封效果，本發明采用粒徑較大的半補強炭黑作補強劑，氣相法白炭黑作觸變劑，通過優化配方及制備工藝，配合雙酚AF硫化劑，制得氟橡膠底層涂料，其壓縮變形低、抗壓潰性能好，可保證一次涂覆工藝得到較厚的涂膜且涂膜抗壓潰性能優異。但由于所用炭黑粒子較粗，使得底層漆膜表面粗糙、無光澤，因此在其面上薄涂一層以粒徑較細的炭黑作補強劑、流平性好、固化體系與底層涂料一致的氟橡膠面層涂料，同時完全硫化后的氟橡膠涂層細膩、平滑、光亮。因此本發明通過底層涂料保證漆膜厚度、解決漆膜的抗壓潰性，面層涂料保證漆膜的外觀、解決常壓密封性，將氟橡膠底層涂料、面層涂料相結合的方法，很好的解決了氟橡膠涂層高溫壓潰和常溫密封、表面平滑光亮的矛盾。該金屬氟橡膠復合密封板具有(I)外觀光亮、平滑；(2)漆膜附著力切割邊緣完全平滑，無一格脫落(劃格法)；(3)耐溫性250°C X 12h后，無起泡脫落等異常現象；(4)耐油170°C汽油機油10W/30浸泡70h后，無起泡脫落現象；(5)耐液體腐蝕性100°C水和防凍劑I :1中72h后，無脫落；
(6)抗壓潰性扭力28N. mX230°C X lh，壓潰面積彡5% ；(7)氣密性腔壓O. 40 O. 45MPa、在水中lOmin，無氣泡；(8)防粘性在重壓(30N. mX96hX80°C )情形下，復合板相互間無粘連。本發明的復合板由金屬薄板和氟橡膠涂層組成，適合制造各種汽車及摩托車內燃機汽缸墊片、進/排氣岐管墊片冷凍壓縮機密封墊及盤式剎片減震墊等。下面通過實施例進一步描述本發明，本發明不僅限于所述實施例。
具體實施例方式實施例一
稱取門尼粘度較好為40萬的26型氟橡膠生膠100份(重量份、以下同)，比表面積為380m2/g的氣相法白炭黑2份，平均粒徑58um、比表面積100m2/g的半補強炭黑20份、平均粒徑為6. 5um氧化鎂6份、平均粒徑為3. 5um氫氧化鈣4份、硬脂酸鋅O. 5份，在開煉機上混煉均勻后，加入混煉膠重量份數3. 5倍的按I : I. 3重量比例混合的乙酸乙酯與乙酸丁酯混合溶劑、充分溶解、過濾后制得氟橡膠底層涂料，然后在表面清洗干凈的金屬板上依次涂覆增粘促進劑、添加有4. 5份雙酚AF硫化劑的上述氟橡膠底層涂料、氟橡膠面層涂料，經230°C高溫硫化I. 5小時得金屬氟橡膠復合密封板產品，該產品的各項性能測試結果見表I。實施例二稱取門尼粘度較好為50萬的26型氟橡膠生膠100份(重量份、以下同)，比表面積為300m2/g的氣相法白炭黑3份，平均粒徑65um、比表面積105m2/g的半補強炭黑24份、平均粒徑為2. 5um氧化鎂5份、平均粒徑為3. Oum氫氧化鈣5份、硬脂酸鋅O. 65份，在開煉機上混煉均勻后，加入混煉膠重量份數3. I倍的按I : I重量比例混合的乙酸乙酯與乙酸丁酯混合溶劑、充分溶解、過濾后制得氟橡膠底層涂料，然后在表面清洗干凈的金屬板上依次涂覆增粘促進劑、添加有4份雙酚AF硫化劑的上述氟橡膠底層涂料、氟橡膠面層涂料，經235°C高溫硫化I. 5小時得金屬氟橡膠復合密封板產品，該產品的各項性能測試結果見表
Io實施例三稱取門尼粘度較好為45萬的26型氟橡膠生膠100份(重量份、以下同)，比表面積為200m2/g的氣相法白炭黑5份，平均粒徑75um、比表面積85m2/g的半補強炭黑35份、平均粒徑為3. 5um氧化鎂9份、平均粒徑為5. Oum氫氧化鈣2份、硬脂酸鋅I. O份，在開煉機上混煉均勻后，加入混煉膠重量份數3. 8倍的按I : O. 8重量比例混合的乙酸乙酯與乙酸丁酯混合溶劑、充分溶解、過濾后制得氟橡膠底層涂料，然后在表面清洗干凈的金屬板上依次涂覆增粘促進劑、添加有5. 5份雙酚AF硫化劑的上述氟橡膠底層涂料、氟橡膠面層涂料，經220°C高溫硫化I. 5小時得金屬氟橡膠復合密封板產品，該產品的各項性能測試結果見表I。實施例四稱取門尼粘度較好為55萬的26型氟橡膠生膠100份(重量份、以下同)，表面積為150m2/g的氣相法白炭黑3. 5份，平均粒徑62um、比表面積130m2/g的半補強炭黑28份、平均粒徑為2. 6um氧化鎂7份、平均粒徑為3. 3um氫氧化鈣3份、硬脂酸鋅O. 75份，在開煉機上混煉均勻后，加入混煉膠重量份數3. 8倍的按I : I. 2重量比例混合的乙酸乙酯與乙酸丁酯混合溶劑、充分溶解、過濾后制得氟橡膠底層涂料，然后在表面清洗干凈的金屬板上依次涂覆增粘促進劑、添加有4. 5份雙酚AF硫化劑的上述氟橡膠底層涂料、氟橡膠面層涂料，經230°C高溫硫化I. 5小時得金屬氟橡膠復合密封板產品，該產品的各項性能測試結果見表I。實施例五稱取門尼粘度較好為42萬的26型氟橡膠生膠100份(重量份、以下同)，比表面積為380m2/g的氣相法白炭黑2. 8份，平均粒徑63um、比表面積130m2/g的半補強炭黑22份、平均粒徑為3. 5um氧化鎂6份、平均粒徑為3. Oum氫氧化鈣3. 5份、硬脂酸鋅O. 55份，在開煉機上混煉均勻后，加入混煉膠重量份數3. I倍的按I : O. 9重量比例混合的乙酸乙酯與乙酸丁酯混合溶劑、充分溶解、過濾后制得氟橡膠底層涂料，然后在表面清洗干凈的金屬板上依次涂覆增粘促進劑、添加有5. O份雙酚AF硫化劑的上述氟橡膠底層涂料、氟橡膠面層涂料，經240°C高溫硫化I. 2小時得金屬氟橡膠復合密封板產品，該產品的各項性能測 試結果見表I。實施例六稱取門尼粘度較好為45萬的26型氟橡膠生膠100份(重量份、以下同)，比表面積為300m2/g的氣相法白炭黑4. O份，平均粒徑75um、比表面積115m2/g的半補強炭黑32份、平均粒徑為3. Sum氧化鎂9份、硬脂酸鋅O. 65份，在開煉機上混煉均勻后，加入混煉膠重量份數4倍的按I : O. 65重量比例混合的乙酸乙酯與乙酸丁酯混合溶劑、充分溶解、過濾后制得氟橡膠底層涂料，然后在表面清洗干凈的金屬板上依次涂覆增粘促進劑、添加有5份雙酚AF硫化劑的上述氟橡膠底層涂料、氟橡膠面層涂料，經210°C高溫硫化2. 5小時得金屬氟橡膠復合密封板產品，該產品的各項性能測試結果見表I。實施例七稱取門尼粘度較好為54萬的26型氟橡膠生膠100份(重量份、以下同)，比表面積為300m2/g的氣相法白炭黑2. 3份，平均粒徑64um、比表面積90m2/g的半補強炭黑26份、平均粒徑為4. 2um氧化鎂6. 5份、平均粒徑為3. Sum氫氧化鈣3. 5份、硬脂酸鋅O. 75份，在密煉機內混煉均勻后,加入混煉膠重量份數3. 5倍的按I : O. 75重量比例混合的乙酸乙酯與乙酸丁酯混合溶劑、充分溶解、過濾后制得氟橡膠底層涂料，然后在表面清洗干凈的金屬板上依次涂覆增粘促進劑、添加有4. 6份雙酚AF硫化劑的上述氟橡膠底層涂料、氟橡膠面層涂料，經225°C高溫硫化I. 5小時得金屬氟橡膠復合密封板產品，該產品的各項性能測試結果見表I。
權利要求
1.一種金屬氟橡膠復合密封板的制備方法，是在表面清洗干凈的金屬板上依次涂覆增粘促進劑、氟橡膠底層涂料、氟橡膠面層涂料，經185 250°C高溫硫化I 3小時得產品，其特征在于其中所述氟橡膠底層涂料由26型氟橡膠生膠100重量份、氣相法白炭黑I 6重量份、炭黑15 40重量份、氧化鎂2-15重量份、氫氧化韓O 10重量份、硬脂酸鋅O. 4 2. O重量份，在開煉機上/密煉機內混煉均勻后，加入混煉膠重量份數2 4倍的混合溶劑、充分溶解后過濾后制得，使用時，加入2 6重量份的雙酚AF硫化劑。
2.根據權利要求I所述的金屬氟橡膠復合密封板的制備方法，其特征在于所述氟橡膠底層涂料中的26型氟橡膠生膠的門尼粘度較好為35 60萬。
3.根據權利要求I所述的金屬氟橡膠復合密封板的制備方法，其特征在于所述氟橡膠底層涂料中的白炭黑是比表面積為150 400m2/g的氣相法白炭黑。
4.根據權利要求I所述的金屬氟橡膠復合密封板的制備方法，其特征在于所述氟橡膠底層涂料中的炭黑是平均粒徑50 80um、比表面積為80 150m2/g的半補強炭黑。
5.根據權利要求I所述的金屬氟橡膠復合密封板的制備方法，其特征在于所述氟橡膠底 層涂料中的氧化鎂、氫氧化鈣，其平均粒徑為O. 5 5. 5um。
6.根據權利要求I所述的金屬氟橡膠復合密封板的制備方法，其特征在于所述氟橡膠底層涂料中的混合溶劑由乙酸乙酯與乙酸丁酯按I : O. 5 I. 5的重量比混合而成。
7.根據權利要求I所述的金屬氟橡膠復合密封板的制備方法，其特征在于所述氟橡膠底層涂料中的白炭黑是比表面積為300 380m2/g的氣相法白炭黑。
8.根據權利要求I所述的金屬氟橡膠復合密封板的制備方法，其特征在于所述氧化鎂是5 10重量份。
9.根據權利要求I所述的金屬氟橡膠復合密封板的制備方法，其特征在于所述氟橡膠涂層硫化溫度是220°C 240°C，硫化時間是I. 5 2. 5小時。
全文摘要
本發明屬于金屬與氟橡膠復合材料的制備領域，具體涉及一種金屬氟橡膠復合密封板的制備方法，是在表面清洗干凈的金屬板上依次涂覆增粘促進劑、氟橡膠底層涂料、氟橡膠面層涂料，經185～250℃高溫硫化1～3小時得產品，其特點是其中所述氟橡膠底層涂料由26型氟橡膠生膠100份(重量份，以下同)，比表面積為150～400m2/g的氣相法白炭黑1～6份，平均粒徑50～80um、比表面積為80～150m2/g的半補強炭黑15～40份，氧化鎂2-15份，氫氧化鈣0～10份，硬脂酸鋅0.4～2.0份，在開煉機上/密煉機內混煉均勻后，加入混煉膠重量份數2～4倍的混合溶劑、充分溶解后過濾后制得，使用時，加入2～6份的雙酚AF硫化劑，該方法的特點是工藝簡單、操作方便、產品抗壓潰、附著力強、密封效果優異。
文檔編號C09D127/12GK102756528SQ20111010345
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月25日 優先權日2011年4月25日
發明者唐干 申請人:唐干