[发明专利]一种复合密封涂层及其在制备复合密封材料中的应用

说明书

技术领域

本发明属于化学材料技术领域。涉及一种复合密封涂层及其在制备复合密封材料中的应用，尤其涉及一种应用于工业领域高温环境中的复合密封涂层及其在制备复合密封材料中的应用。

背景技术

多年来，工业领域“跑、冒、滴、漏”现象层出不穷，密封性能不佳不仅会缩短机械设备的使用寿命，而且极大地浪费能源，并造成环境污染（废液、废气、振动噪声）。近年来，橡胶作为涂层材料涂覆于金属基材，广泛应用于国民经济的各个领域，例如航空、航天、航海、机械、电子、石油、化工、冶金、汽车等，特别是在机动车、仪器仪表、石油管道等装置、设备的密封中发挥着极其重要的作用。金属表面涂覆橡胶涂层，不仅有利于流体流通通道的密封，防止水、油、气或某些特殊介质泄漏，而且极大地降低了金属材料密封所需的拧紧力矩。同时，橡胶涂层对金属基材还起到减震、防腐、绝缘、保护等作用，极大地扩大了金属材料的应用领域。目前，工业领域部件的密封中研究、应用的橡胶涂层，主要是单一橡胶或多种橡胶共混制备的单层结构涂层，包括发泡橡胶涂层和未发泡橡胶涂层。虽然上述橡胶涂层较传统的石棉复合板、石墨复合板有较好的强度、耐久性，密封性能较优，但是仍然不能不能满足人们对设备高性能、低能耗、低排放、低噪音与长使用寿命等要求的提高。对于未发泡橡胶涂层，其厚度较薄，只能应用于粗糙度小和高面压的密封端面，且其减震、隔热性能不佳。对于发泡橡胶涂层，其厚度大，压缩率大，减震、隔热性能优良，适用于粗糙度大和低面压的密封端面，但是强度、耐磨性、耐腐蚀性差，易破损。另外，单一橡胶涂层在高温环境下易与密封端面金属等材料粘连导致破损，无法二次利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合密封涂层，包括粘接涂层、发泡橡胶涂层、橡胶涂层、树脂涂层的多层结构涂层，旨在解决现有单一橡胶涂层适用范围小，强度低、易破损、易腐蚀，减震隔热性差，易粘连等技术问题。

本发明的另一目的是提供一种复合密封涂层在制备复合密封涂层中的应用。

本发明的目的是这样来实现的，复合密封涂层包括最底层的粘接涂层，以及由下至上依次为发泡橡胶涂层、橡胶涂层、树脂涂层。

所述粘接涂层为橡胶金属粘结剂固化层。

优选地，所述橡胶金属粘接剂为开姆洛克（Chemlok）5150或开姆希尔（Chemosil）512。

所述发泡橡胶涂层的主要组成及重量份数为：氟橡胶100份、炭黑20~35份、氧化镁3~9份、氢氧化钙2~6份、三氧化二铁5~20份、氧化铈1~3份、棕榈蜡2~3份、3#硫化剂1.5~3份、发泡剂5~12份。

优选地，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺（AC）或二亚硝基五次甲基四胺（H）。

所述发泡橡胶涂层中存在闭孔型微孔，其平均孔径为0.05~0.15mm。

所述发泡橡胶涂层厚度为0.2～0.4mm。

所述橡胶涂层的主要组成及重量份数为：氟橡胶100份、炭黑30~50份、氧化镁3~9份、氢氧化钙2~6份、三氧化二铁15~20份、氧化铈1~3份，棕榈蜡2~3份，3#硫化剂2~5份。

所述树脂涂层主要组成和质量百分数为氟碳树脂55～65%、聚四氟乙烯32～42%、分散剂2.5～3.5%。

所述复合涂层总厚度为0.3～0.5mm。

本发明还公开了一种复合密封涂层在制备复合密封材料中的应用，包括以下步骤。

（1）粘接剂的涂覆：将橡胶金属粘接剂用乙醇稀释，然后将稀释液涂覆于金属基材表面，在100～150℃下固化10～15分钟后取出备用。

（2）发泡橡胶涂料的配制及涂覆：将100份氟橡胶生胶塑炼后用主要组成及质量百分数为乙酸乙酯30~50%、甲基异丁基酮 20~40%、乙酸丁酯20~30%的混合溶剂溶解，再加入炭黑20~35份、氧化镁3~9份、氢氧化钙2~6份、三氧化二铁5~20份、氧化铈1~3份、棕榈蜡2~3份、3#硫化剂1.5~3份、发泡剂5~12份进行碾磨，然后加入流平剂并分散均匀，得到发泡橡胶涂料，最后将发泡橡胶涂料涂覆于步骤（1）制得的粘接涂层上，待溶剂挥发完全后备用。

（3）橡胶涂料的配制及涂覆：将100份氟橡胶生胶塑炼后用主要组成及质量百分数为乙酸乙酯40~60%、甲基异丁基酮 10~30%、乙酸丁酯10~20%的混合溶剂溶解，加入炭黑30~50份、氧化镁3~9份、氢氧化钙2~6份、三氧化二铁15~20份、氧化铈1~3份、棕榈蜡2~3份、3#硫化剂2~5份进行碾磨，再加入流平剂、消泡剂并分散均匀，得到橡胶涂料，最后将橡胶涂料涂覆于步骤（2）制得的发泡橡胶层上，待溶剂挥发完全后备用。