鄧建青*,周同理,李斌,謝彥飛

(株洲時代新材料科技股份有限公司,湖南 株洲 412000)

橡膠金屬復(fù)合制品工序間暫時防腐工藝研究

鄧建青*,周同理,李斌,謝彥飛

(株洲時代新材料科技股份有限公司,湖南 株洲 412000)

針對橡膠金屬復(fù)合制品經(jīng)硫化及(23 ± 2) °C恒溫處理后轉(zhuǎn)移到高溫高濕的自然環(huán)境中時金屬表面易凝聚水分而導(dǎo)致銹蝕的問題,就幾種水性和油性防銹劑對橡膠拉伸性能和邵氏硬度,橡膠與金屬間的粘合性能,涂膜附著力和耐蝕性的影響,以及防銹效果進行試驗.DFW8301、HH983和SP-9102防銹劑均對橡膠性能和橡膠與金屬粘合無明顯影響,可在水分凝聚的狀態(tài)下有效防止產(chǎn)品出現(xiàn)銹蝕.溶劑型防銹劑DFW8301適用于后續(xù)不需涂裝或涂裝前有嚴格清洗、除油的產(chǎn)品,而水性防銹劑HH983和SP-9102適用于后續(xù)需涂裝,尤其是涂裝前只有簡單清洗的產(chǎn)品.

橡膠金屬復(fù)合制品;冷凝;腐蝕;暫時防腐;防銹劑

橡膠金屬復(fù)合制品有良好的減震作用,被廣泛應(yīng)用于機車、工程機械、房屋等領(lǐng)域.部分橡膠金屬復(fù)合制品硫化后需進行(23 ± 2) °C恒溫處理,但當(dāng)它們隨后被轉(zhuǎn)移到高溫高濕的自然環(huán)境中時,金屬表面常凝結(jié)大量水分,導(dǎo)致金屬出現(xiàn)嚴重銹蝕.銹蝕不僅給后續(xù)涂裝或電鍍工作帶來壓力,而且會影響涂裝和電鍍質(zhì)量.因此,通常需要對橡膠金屬復(fù)合制品進行防銹處理,防止產(chǎn)品在電鍍或涂裝前被腐蝕.本文選取了7種市售防銹劑,對上述問題進行了研究,并通過試驗確定了解決該問題的防腐工藝.

1 試驗

1.1 材料

PSA-002防銹油(原液涂刷),華陽恩賽;DFW8301脫水型防銹劑(原液涂刷),德國福斯油品集團;10%(體積分數(shù),用自來水稀釋,下同)HJ610水基防銹劑,上海潔樂特;10% YH-007水質(zhì)氣相防銹液,南通永余;15% NX-F19金屬防銹劑,長沙天一;25% HH983長效防銹水,長沙軍工轉(zhuǎn)民用科技有限公司;10% SP-9102水質(zhì)氣相防銹劑,帕卡賴精.

天然橡膠硫化試片按GB/T 528-2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠 拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》制樣(I型啞鈴狀),用于防銹劑對橡膠性能影響的試驗.7.5 cm X 15 cm X (3 ～ 4) mm的噴砂45鋼用于防腐試驗.

1.2 試驗方案

就防銹劑對橡膠性能,橡膠與金屬間粘合,涂膜附著力和耐蝕性的影響以及防銹效果進行了全面試驗,對比各種防銹劑的防銹效果,具體方法見表1.

表1 試驗方案及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Test scheme and relevant standards

2 結(jié)果與討論

2.1 室內(nèi)放置試驗

試驗期間室內(nèi)溫度10 ～ 34 °C、濕度45% ～ 75%,工業(yè)大氣環(huán)境;采用PSA-002、DFW 8301處理的試板放置70 d無銹蝕,采用HH983和SP-9102處理的試板放置50 d左右開始出現(xiàn)銹蝕,采用NX-F19、HJ610和YH-007處理的試板放置不到50 d均出現(xiàn)銹蝕.由此可知:

(1) 兩款油性防銹劑PSA-002和DFW 8301的防銹性能明顯優(yōu)于水性防銹劑.

(2) 5種水性防銹劑中,HH983、NX-F19和SP-9102的防銹性能相對較好.

HJ610和YH-007由于防銹性能達不到要求,因而不再參與后續(xù)試驗.

2.2 對橡膠性能影響的試驗

從表2可知,PSA-002防銹油對橡膠性能有一定的影響,其他4種防銹油(劑)對橡膠性能無明顯影響.天然橡膠不耐礦物油,而PSA-002中含大量礦物油,會使橡膠產(chǎn)生溶脹[1-2],但因為涂刷粘附量不大,所以僅使橡膠性能發(fā)生輕微變化.即便如此,后續(xù)試驗不再使用 PSA-002防銹油.DFW8301為輕質(zhì)油性防銹劑,溶劑油揮發(fā)較快,故對橡膠無明顯的影響.HH983、NX-F19和SP-9102防銹劑為水性溶液,溶液中無強酸強堿以及強氧化性或強還原性物質(zhì),不溶解也不會分解橡膠,故對橡膠性能不會有太大的影響.

表2 防銹劑對橡膠性能的影響Table 2 Effects of different rust-proofing agents on properties of rubber

2.3 對橡膠金屬粘合影響的試驗

橡膠金屬復(fù)合制品分別以HH983、NX-F19和SP-9102防銹劑浸泡72 h,在防銹劑DFW8301中則浸泡1 min,自然晾干后測其粘合性能并無異常,說明這幾種防銹劑對橡膠與金屬的粘合均無明顯影響,可用于橡膠金屬復(fù)合制品防銹處理.這是因為橡膠金屬粘合主要通過化學(xué)鍵實現(xiàn)[2].正如2.2節(jié)中所述,3種水性防銹劑中無強酸強堿以及強氧化性和強還原性物質(zhì),而水本身不會對橡膠金屬結(jié)合的化學(xué)鍵產(chǎn)生影響;DFW8301也不含強溶劑、強氧化性和強還原性物質(zhì),又容易揮發(fā),所以也不會對橡膠金屬粘合造成明顯的影響.

2.4 潤濕試驗

根據(jù)2.1-2.3節(jié)的試驗結(jié)果,選擇DFW8301、NX-F19、HH983和SP-9102繼續(xù)做潤濕試驗,結(jié)果見表3.DFW8301為排水型防銹劑,它在循環(huán)潤濕狀態(tài)下的防銹性能明顯優(yōu)于水性防銹劑,3種水性防銹劑中,SP-9102和HH983在循環(huán)潤濕狀態(tài)下的防銹性能相對較好.

表3 潤濕試驗結(jié)果Table 3 Result of wettability test

2.5 淋雨試驗

根據(jù)2.4節(jié)的試驗結(jié)果,選擇DFW8301、HH983和SP-9102這3種防銹劑繼續(xù)做淋雨試驗,結(jié)果表明,經(jīng)DFW8301處理的試樣室外放置15 d仍未生銹(其中4 d晴,5 d陰,2 d大雨,4 d小雨);分別經(jīng)HH983和SP-9102處理的試樣淋大雨1 d后就生銹;DFW8301排水型防銹劑在淋雨狀態(tài)下的防銹性能明顯優(yōu)于水性防銹劑,這是因為 DFW8301會在金屬表面形成一層拒水性薄膜.而水性防銹劑本身就是溶于水的,不耐水沖刷.因此,DFW8301適用于防銹后可能淋雨的場合,HH983和SP-9102只適用于防銹后無淋雨或無水沖刷的場合.

圖1 淋雨試驗后的試樣照片F(xiàn)igure 1 Photos of the samples after exposure to rain

2.6 冷凝試驗

產(chǎn)品硫化后冷卻至室溫,分別涂刷DFW8301、HH983和SP-9102這3種防銹劑,自然干燥后放入0 °C的高低溫實驗箱中保持2 h,再拿出放置在自然環(huán)境中,表面凝聚大量水分并成股流下,表面自然干燥后均無明顯的銹蝕現(xiàn)象(見圖2).可見DFW8301、HH983和SP-9102均可在水分凝聚的狀態(tài)下有效防止產(chǎn)品銹蝕,滿足恒溫產(chǎn)品凝水的防銹要求.

2.7 對漆膜性能影響的試驗

從表4可知,水性防銹劑HH983和SP-9102對涂膜附著力無明顯的影響,DFW8301則嚴重影響涂膜的附著力,但脫脂后可以滿足要求.原因可能是:水性防銹劑干燥后在金屬表面殘留的防銹物質(zhì)層很薄,并且有活性基團與涂料發(fā)生化學(xué)反應(yīng);而溶劑型防銹劑干燥后在金屬表面留下一層蠟?zāi)?不能再與油漆產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),也不能及時溶解,隔絕了油漆/金屬界面,所以不脫脂時附著力很差.

圖2 冷凝試驗后的試樣照片F(xiàn)igure 2 Photos of the samples after condensation test

表4 防銹劑對涂膜性能的影響Table 4 Effects of different rust-proofing agents on properties of coating

從表4還可看出,涂刷HH983和SP-9102兩種水性防銹劑的樣板可直接噴涂油漆,即使不脫脂也不會影響涂膜的耐鹽霧性能.

3 結(jié)論

(1) DFW8301、HH983和SP-9102均對橡膠性能和橡膠金屬粘合無明顯影響,可在水分凝聚的狀態(tài)下有效防止產(chǎn)品發(fā)生銹蝕.按正常工藝脫脂后涂裝,涂膜附著力不受影響,均可滿足橡膠金屬制品恒溫后凝水的防銹要求.

(2) DFW8301為溶劑型防銹劑,其耐水性優(yōu)于HH983和SP-9102兩種水性防銹劑,但對后續(xù)涂裝附著力的影響明顯更大.因此,DFW8301適用于后續(xù)不需涂裝或涂裝前有嚴格清洗除油的產(chǎn)品,而HH983和SP-9102適用于后續(xù)需涂裝的產(chǎn)品,尤其是涂裝前只有簡單清洗的產(chǎn)品.

[1] 林孔勇, 金娟, 梁星宇.橡膠工業(yè)手冊(第六分冊)──橡膠工業(yè)制品[M].修訂版.北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1992: 2-4.

[2] 梁星宇, 周木英.橡膠工業(yè)手冊(第三分冊)──配方與基本工藝[M].修訂版.北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2001: 401-406.

Study on temporary anticorrosion between different procedures for rubber-metal composite product

DENG Arain*, ZHOU Tong-li, LI Bin, XIE Yan-fei

The rubber-metal composites are easy to rust due to the existence of condensed water on metal surface when being taken to natural environment with high temperature and humidity after vulcanization and (23 ± 2) °C thermostatic processing.The anticorrosion properties of several water- and oil-based rust-proofing agents and their effects on tensility and Shore hardness of rubber, bonding strength between rubber and metal, as well as adhesion and corrosion resistance of coating were studied.Three rust-proofing agents i.e.DFW8301, HH983 and SP-9102 have no obvious influence on rubber properties and bonding strength between rubber and metal, and can prevent the products from corrosion effectively when water condensation happens.DFW8301, a solvent-based rust-proofing agent, is suitable for the products which don't need painting or are subjected to strict washing and degreasing before painting.The water-based rust-proofing agents HH983 and SP-9102 are applicable to the products that need painting, especially for those are subjected to simple washing before painting.

rubber-metal composite product; condensation; corrosion; temporary anticorrosion; rust-proofing agent

TG178

A

1004 - 227X (2017) 19 - 1060 - 04

10.19289/j.1004-227x.2017.19.009

First-author's address:Zhuzhou Times New Material Technology Co., Ltd., Zhuzhou 412000, China

2017-06-07

2017-09-07

鄧建青(1984-),男,江西新余人,工藝師,主要從事表面處理方面的研究工作.

作者聯(lián)系方式:(E-mail) djq9898@126.com.

[ 編輯:周新莉 ]