編號：CYYJ043358
篇名：溶膠凝膠法制備橡膠模具表面涂層及其防粘性能
作者：張秀麗 馮如康 吳永玲 劉志蘭 吳棣本 鄭宏宇
關(guān)鍵詞： 溶膠凝膠法 涂層 橡膠模具 防粘性 耐久性
機(jī)構(gòu)： 山東理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 山東省精密制造與特種加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 山東省輪胎模具關(guān)鍵技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要： 目的針對目前45鋼橡膠模具易粘污、壽命低,而氟樹脂涂層模具成本高等問題,基于溶膠凝膠法制備防粘涂層,研究涂層的防粘性能和耐久性。方法以硅溶膠、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、氟硅烷為主要原料,采用空氣噴涂法在45鋼模具試樣表面制備溶膠凝膠涂層、氟硅烷改性溶膠凝膠涂層和氟硅烷表面處理涂層,通過硫化脫模試驗(yàn),并利用掃描電子顯微鏡和能譜儀觀察分析試樣表面微觀形貌和元素組成隨硫化試驗(yàn)次數(shù)的變化,研究涂層對橡膠的防粘性和耐久性,探究橡膠在涂層表面的黏附過程。結(jié)果溶膠凝膠涂層由O、Si、C、Ti 4種元素組成,成膜性好,硫化脫模力約為20 N,與PTFE涂層相近,并具有較好的防橡膠粘污性能,相較45鋼模具可多硫化約300次,模具連續(xù)使用壽命提高2~3倍。氟硅烷改性溶膠凝膠涂層增加了F元素,但其與基底結(jié)合力降低;而氟硅烷表面處理雖能降低表面能,減小脫模力,但在橡膠硫化過程中容易被粘掉,污染制品。橡膠污染物在模具表面的黏附積累與橡膠的流動有關(guān)。在橡膠流動較小的區(qū)域,橡膠污染物微觀形貌呈現(xiàn)紋理狀;而在流動區(qū)域,橡膠污染物初期為片狀,隨硫化次數(shù)增加逐漸增厚,隨后沿流動方向產(chǎn)生裂紋,發(fā)展為塊狀。結(jié)論溶膠凝膠涂層具有較好的防粘性和耐久性,同時環(huán)境友好,成膜溫度低、成本低、易清洗,在橡膠模具上具有廣闊的應(yīng)用前景。
