1.2 氟涂料在橡胶制品表面的防护应用
橡胶制品突出的高弹特性使其在材料使用领域占据了一席之地,随着现代橡胶合成和加工技术的日趋完善,橡胶制品越来越多地应用到航空、航天领域等高科技领域。但是橡胶材料易老化(其老化的形式[19-20]主要有氧老化、臭氧老化、光老化、热老化、机械应力老化、热氧老化、光氧老化以及生物老化等),老化后其各项性能会有不同程度的下降。在大多数情况下,弹性体材料性能在很大程度上决定于该弹性体表面层的性能。在橡胶制品的表面涂上一层保护性涂料,无疑是一项提高橡胶特性的有效措施[21]。
通过研究不同比例共混的CKH-3(顺式聚异戊二烯)和CKΦ-32(氟橡胶-三氟氯乙烯和偏二氟乙烯的共聚物)可知[21]:表面层的组成与共混比例无关,加入的大部分氟橡胶处于试样的表面,而其余的小部分分散在聚异戊二烯的基质中。然而CKΦ-32的组分不能覆盖试样的整个表面。这样的表面结构不能保证油和碳氢溶剂不与共混物中的聚异戊二烯相接触。但可以通过涂层的办法达到耐油、耐苯的目的。表1列出了含氟涂料改性和未改性共混橡胶(CKH-3为主)的性能。从表1中可以看出,共混橡胶经含氟涂料改性处理后,其膨胀度大大降低(在基本保持其原有的物理-力学性能的情况下)。
表1含氟涂料改性(分母)和未改性(分子)共混橡胶(CKH-3为主)的性能
建筑结构科学研究所[21]研制的用于涂覆橡胶表面的涂料是由氟橡胶、氟树脂、胺类硫化剂和其他组分组成的。涂料以溶液涂于硫化胶。橡胶预先进行处理,再把橡胶试样放在硫化剂溶液中浸1h(硫化剂渗入高氟含量的氟橡胶表面层,促进涂层和基材的进一步共硫化)后干燥。涂层于100℃在恒温箱中经1h硫化。
另外把研制的氟聚合物涂料涂在汽车的橡胶密封垫圈上,经在雅科吉的极端气候条件下使用得出,这种经改性的密封垫圈比目前工业生产的使用期要提高一倍以上。这说明这种氟聚合物涂料可以使用在极北地区的复杂条件下工作的橡胶部件的生产上[21]。
专利WO2000-044544报道:半导体设备用密封条常使用氟橡胶模塑件。用氟涂料涂布模具的内腔,生产出的氟橡胶模塑件不会被释放出的小分子污染,最终产物不含杂质,纯度高。
RobertJRatway,等[22]用偏二氟乙烯(等离子聚合法)在氯丁橡胶表面改性,研究发现经过偏二氟乙烯表面涂膜改性的氯丁橡胶其摩擦系数和润滑寿命都比用硅油改性的氯丁橡胶要好。后来RobertJRatway,等[23]用同样的方法对丁腈橡胶表面进行改性,研究发现经过表面处理的丁腈橡胶的摩擦系数要比未进行表面处理的丁腈橡胶小得多,但是其摩擦系数比经过硅油处理的丁腈橡胶的摩擦系数要稍高一点。经过表面涂膜改性处理的丁腈橡胶具有很好的化学稳定性和热稳定性,可以用在高温和腐蚀性的环境中。
KSatoh,等[24]用溶胶-凝胶法在印刷用硅橡胶盘上涂敷一层含氟薄膜以提高硅橡胶的性能,研究表明经过表面改性处理的硅橡胶其表面能降低,同时它的硬度、憎墨汁性、摹拓品耐久性都得到了提高。
NDTran,等[25]用等离子聚合法将PFMCH(全氟甲基环己烷)涂敷到EPDM(三元乙丙橡胶)表面,并在潮湿和紫外光存在的条件下对EPDM的耐候性进行了研究。研究结果显示:氟原子的消除和含氧官能团的引入对涂层的降解起至关重要的作用。经PFMCH处理的EPDM,其抗磨损性能要比单纯的EPDM好得多。基体和涂层之间的粘合力也非常好。
2 结语
用含氟涂料对塑料、橡胶等高分子制品表面进行涂装防护,在我国还刚刚起步,许多方面还不很成熟,还不能与金属材料的防护相提并论。但同时也应该看到含氟涂料在塑料、橡胶等高分子制品表面防护领域存在巨大的应用市场。为了更有效、更经济地进行涂装,广大的科研人员和涂装工作者必须充分了解塑料、橡胶等高分子制品的性质以及含氟涂料的性质、性能;了解被涂制品的用途及所要求的特性;充分利用氟涂料的特性提高高分子制品表面的防护效果。相信随着含氟涂料技术的快速发展,氟涂料在塑料、橡胶等高分子制品表面防护领域的应用将会进一步扩大。
