橡膠用防老化納米涂料的抗老化性能試驗研究
橡膠用防老化納米涂料的抗老化性能試驗研究
吳 鵬 周曉彤
（中國南車集團戚墅堰機車車輛工藝研究所 江蘇常州）
摘要
青藏高原由于海拔高，紫外輻射強烈，因此在平原使用情況良好的橡膠件，在青藏高原室外暴露幾周即可出現開裂、粉化等老化現象。本文研究一種抗老化防護納米涂料，在不改變橡膠件原有產品配方和原有性能情況下。大幅度提高了橡膠件的抗老化性能。
前言
青藏高原由于海拔高，紫外輻射強烈，因此在平原使用情況良好的橡膠件，在青藏高原室外暴露幾周即可出現開裂、粉化等老化現象。而材料老化后機械性能將下降。從而影響使用。因此開通青藏鐵路后，進藏車輛的合成材料零部件就必須提高抗紫外線性能。納米材料是近十年發展起來的新技術。納米涂料是指添加了納米填料的涂料，通常情況下添加很少的納米填料，涂料性能就能得到很大地提高。采用抗老化防護涂料可以不改變橡膠件原有產品配方，不會因改進老化問題而使原性能受到影響。而且相對于添加防老化劑，納米防護涂料屬于非消耗型，對環境影響小。由于涂覆層的存在，還可以明顯減少臭氧的侵害。
試驗
考慮到使用對象和使用工況，要求涂層既要有抗老化性又要具備良好的柔韌性，還需要滿足環保要求。所以我們采用PIN技術制得的丙烯酸樹脂、聚氨脂樹脂或聚硅氧烷的互穿網絡結構的水性聚合物為涂料的基料。選擇Ti、Si、Zn的納米氧化物填料。事實上并不是涂料要添加了納米填料就可以得到納米涂料。只有當填料具有納米效應時，才能得到性能的飛躍。此時關鍵是分散。因此采用了填料處理及添加分散劑和機械剪切分散處理相結合的方法，以解決填料的團聚問題。經過初步試驗，ZUI后篩選出合適的配方及工藝。試驗用涂料合成及配制方法見另文。
橡膠材料采用未經抗老化處理的天然橡膠。
紫外線吸收性能采用UV分光光度計測試。
老化性能測試按照GB/T 3511《硫化橡膠或熱塑性橡膠直接自然氣候老化試驗方法》。
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