复合材料封孔剂.doc

封孔剂对很多热喷涂涂层来说，封孔是一项必要的后处理过程。当涂层面临腐蚀及氧化(有时处于高温)环境时，封孔是涂层设计必需要考虑的一项内容。本文涉及到封孔作业的目的和要求；介绍了封孔剂的种类、性能、施工要点、选择依据及应用范围。 任何一种热喷涂方法，尤其是燃气一氧焰喷涂(即火焰喷涂)所沉积的涂层，都是一种有孔结构。总体而言，涂层孔隙度范围相当大。燃气一氧焰喷涂层有时高达15%以上，而高速氧一燃气喷涂(HVOF)层则在1%以下。在实际应用中，有孔结构有时是有利的。涂层孔隙有助于贮油，促进润滑，减少磨损；在某些特殊应用中，利用热喷涂制取多孔材料，用于热交换装置或其它元件。然而，在更多的情况下，涂层的孔隙是不希望的。当涂层暴露于大气、蒸汽、工业气氛、化学活性物质、腐蚀气体及高温环境中，孔隙引入腐蚀元素，使涂层与基体发生化学或电化学侵蚀，导致涂层失效，在这种情况下，必须对涂层进行封孔。 作为热喷涂的一种后处理工序，封孔作业的主要内容是封孔剂的选择和施工方法。如果某些工件喷涂后还需要车削或磨削时，封孔应在此之前实施，以防涂层孔隙污染，保证更好、更干净的磨削光洁度。当喷涂陶瓷涂层用于绝缘的情况下，封孔能维持涂层的介电常数。否则，涂层孔隙将会吸湿或遭污染，形成涂层中不希望的导电通道。此外，对于泵或液压机等设备，封孔还防止液体和压力的密封泄漏。 一、封孔剂的性能要求 封孔剂的种类较多，为了达到良好的封孔效果，封孔剂必须满足下列要求： 1有足够的渗透性 因为孔隙弯曲又细小，没有足够高的渗透性，难以充填到必需程度。 2耐化学溶剂的作用 因为涂层本身就处于某种化学和溶剂的腐蚀介质中，封孔剂若不能经受这些介质的侵蚀，封孔即告无效。 3能经受一定的机械作用 即封孔剂不因机械作用而脱落或碎裂。 4在工作温度下性能稳定 即封孔剂不能在操作温度下发生溶化、蒸发或分解等物理变化。 5不能与涂层或基体发生化学反应 在工作环境下与涂层和基体保持化学稳定性。 6不降低涂层或基体金属的性能。 7当涂层用于食品行业时，对食物无毒。 8施工时，保证安全。 二、封孔剂的选择及施工要点 一般来说，所有封孔作业应在喷涂之后磨削之前实施。除微晶石腊封孔剂外，其它所有封孔剂应在工件温度低于80时进行，以防溶剂迅速蒸发或封孔剂过早固化。空气干燥型的甘油酯树脂，在其机加工时产生的热会使它过早的非均匀性的固化，因之，该封孔剂应在磨削后固化，除此之外的所有封孔剂，应予磨削前固化。用于防腐涂层的封孔剂，在投入使用前必须充分固化。一般的封孔剂无危险性，但有些是易挥发的和易燃的，在贮存和使用过程中，应格外小心慎重，勿近明火或受热。使用中要充分通风，以免影响正常呼吸。封孔剂大体分有机和无机两种。对封孔剂做出选择的主要依据是所处介质的腐蚀情况及工作温度。有机封孔剂主要是乙烯树脂、酚醛、改进型环氧树脂及聚氨树脂等，它们多是用于钢铁基体锌或铝涂层的封孔，工作温度不高，处于大气氧化、工业气氛、海水等环境；对于高温氧化介质，则用沥青基铝浆、铝硅酮树脂及某些硅酸盐、铬酸盐等无机物，最高工作温度可达980C。不同封孔剂有不同要求，大体遵循以下几点： 1很多封孔剂需要稀释剂冲稀，以保证良好的渗透性。 2涂层封孔之前，最好用蚀洗涂料(通常是磷酸)作预处理，以形成一种复合的磷酸盐化合膜，有助于封孔剂的粘结。 3不少封孔剂掺有片状铝粉，以改善封孔剂的耐温及抗蚀性能。 4封孔剂可以用喷枪喷涂、用毛刷抹涂或用淹没进行浸渗，其中有些用上述三种皆可，有些则只能用其中一种或两种。根据需要，有时只需涂一道，有时两遍或更多。 5为加大渗透性，有些采用真空渗透操作。 6封孔剂有单组份与双组份、空气干燥与烘烤固化之分，在使用中一定要正确掌握每步程序。 三、封孔剂主要种类及性能 世界上首家向市场推出系列化封孔剂产品是美国METCO公司(现SULZER METCO)，其封孔剂系列已有相当规模，并成功使用多年。我国尚未形成系列化、规模化的封孔剂产品。由于涂层封孔是热喷涂技术中的重要一环，这项工作急待开发与推动。参照国外相关产品，将重要的几种封孔剂介绍如下： 1空气干燥型甘油酯树脂 特 性：树脂含量高达95%，渗透与填孔能力很高，封孔后可直接加工，机加工性能明显改善。 工作温度：连续工作145C。 封孔剂用量：116m2/升/06mm 施工方法：浸、刷或喷均可。常温操作，涂层表面要干燥、清洁。根据需要，实施第一道后，经15分钟，可再实施第二道。 固化程序：常温下空气干燥，需经一周方能完全固化；若在145C下烘烤，1小时可固化。 典型应用：工作环境为稀酸、溶剂、油类和盐水等弱腐蚀介质，温度不超过145C。 2空气干燥型酚醛树脂 特 性：是一种改性的空气干燥型酚醛漆。适用于金属和陶瓷涂层，润湿性好，粘结性强，化学稳定性好，有较强的耐腐蚀性和抗冲击性。在很多有机物中保持稳定。 工作温度：连续工作145205C，间断工作205260C 封孔剂用量：7.48.0m2/L。 施工方法：刷或喷均可。喷涂时要用甲酮、芳香烃和无水乙醇作稀释剂进行稀释，用量为1/21/3。 固化程序：空气干燥3060分钟，但完全固化需110小时，取决于封孔剂厚度。若在135摄氏度左右温度下烘烤，只需1530分钟。 典型应用：适用于热水、盐雾、酸、油、汽油和油脂等工作环境，对高压工作状态适应性强。 3铝乙烯树脂 特 性：是一种抗腐蚀性的、空气干燥型含铝乙烯共聚物，常用于锌与铝的面漆，而与其相对的底漆是钝化铬酸锌浆料。 封孔剂用量：5.5m2/L。 工作温度：不超过80C。 施工方法：加压喷涂或涂刷。 固化程序：干燥30分钟，稀释剂为二甲苯或甲酮。 4钝化铬酸锌 特 性：是针对铝乙烯树脂面漆用的底漆。空气干燥型，因其能生成多孔膜，对面层封孔剂提供强粘结作用。主要成分是铬酸锌。 封孔剂用量：6.07.4m2/L。 典型应用：作为底漆与铝乙烯树脂面漆配合使用，对处于工业大气、盐雾气氛和非饮用水等介质中钢铁结构或设备的铝锌涂层提供封孔保护。 5烘烤型的酚醛树脂 特 性：用于金属和陶瓷涂层的封孔，是一种烘烤型的合成酚醛料浆。就保护性能来说，烘烤型要高于空气干燥型。在很多有机物介质中都保持良好的化学稳定性(但不耐碱)，耐热性好。主要成分是酚醛及芳香经。 工作温度：连续工作可达145205C，间断工作为205260C。 封孔剂用量：4.6m2/L。 施工方法：刷与喷均可。喷涂时用25%的异丙醇进行稀释。对单道涂层在230烘10分钟或205C烘20分钟；对多道涂层，底层在145C烘10分钟，面层190C烘60分钟。 典型应用：与干燥型酚醛树脂相同，适用于沸水、盐雾、酸、油、汽油和油脂等介质。 6沥青基铝浆 特 性：是一种高熔点、含沥青的漆料，主要成分是片状铝粉、沥青煤焦油及相应溶剂。 封孔剂用量：4.97.4m2/L。 工作温度：870980C。 施工方法：喷或刷均可。喷涂时用矿物醇稀释，以二道为宜。 典型应用：当基体是钢铁、镍或镍铬合金，涂层是铝，而且处于高温氧化、高温含硫气体腐蚀的环境下，这种封孔剂为首选者。 7硅铝树脂 特 性：是一种空气干燥型的含片状铝粉的硅树脂，在抗氧化气氛中较为耐高温的封孔 剂。 封孔剂用量：3.6m2/L。 工作温度：480C。 施工方法：刷或喷，每道厚度0.018 - 0.02mm。刷涂不用稀释，喷涂时则需用乙醇、芳香经与甲酮冲释，稀释剂用量为1/3。 8空气干燥型硅树脂 特 性：为双组份的硅树脂，推荐用于中等腐蚀或在205C以下的温度并长期暴露于空气中的环境中，耐稀酸、碱、油类、液流、水和盐水等介质的腐蚀。固体含量为25%。 封孔剂用量：5.0 - 11.6m2/L(与涂层孔隙度有关)。 工作温度：长期工作温度为205C。 施工方法：双组份，可用喷涂法或浸泡法，在室温下空气干燥约1小时，但充分固化需3天，在145C烘2小时可加速固化。 9烘烤型聚酰亚胺树脂 特 性：属于烘烤型聚酰亚胺树脂，用于较弱或中等程度的腐蚀环境。固体含量高达30%，粘度低、渗透性好、成膜坚固。对水、溶剂、有机物、无机油类、燃料、液流和稀酸等介质十分稳定。 封孔剂用量：5.3 - 9.5m2/L/0.6mm。 工作温度：长期工作温度260C。 施工方法：可浸泡、喷涂或刷抹。在室温中操作，直到涂层表面不吸收为止，15分钟之后， 再封一次。室温固化时间8小时，180C则需2小时。 典型应用：适用于石化系统及造纸工业中的输送泵类，具有耐腐蚀性及耐磨性。这些泵在苏打灰浆、氢氧化钙、氢氧化镁和氢氧化钠等碱性料液中运转。 10微晶石腊 特 性：是一种隋性的、石油基微晶石腊，对涂层提供封孔和润滑。在淡水、海水和几乎所有的酸与碱中都保持稳定，但不耐溶剂及经类物质的腐蚀，特别适用于高压润滑环境。在不能施加润滑剂的情况下，它能提供有效的“干润滑”。 封孔剂用量：10m2/kg。 工作温度：不超过80C。 施工方法：将工件预热到95C之后，在表面直接涂抹。 典型应用：通常用来对轴类或其它工件封孔，以确保车削或磨削清整，防止砂粒进入孔隙，同时又具有良好的抗腐能力。 编辑本段表面工程涂层封孔脱模剂科技名词定义中文名称：脱模剂 英文名称：release agent for form work 定义1：涂于模板表面以减少模板与混凝土的黏结力，便于脱模的涂料。 应用学科：电力（一级学科）；水工建筑（二级学科） 定义2：涂于模板表面以减少模板与混凝土的黏结力，便于脱模的涂料。 应用学科：水利科技（一级学科）；水利工程施工（二级学科）；水工混凝土施工（水利）（三级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 求助编辑百科名片脱模剂脱模剂是一种介于模具和成品之间的功能性物质，是防止橡胶、塑料、弹性体或其他材料的模制品、层压制品等粘结到模具或其他板面，起易于脱离作用的一类加工助剂。由于注塑、挤出、压延、模压、层压等工艺的迅速发展，脱模剂的用量也大幅度地提高。目录脱模剂简介 脱模剂类型及用途 脱模剂特点 脱模剂性能 脱模剂化学原理 脱模剂选择与评价 成品表面斑痕原因分析及解决方法 常用溶剂稀释剂参考 1. 1. 二氯甲烷： 2. 2. 石油醚： 3. 3. 120#汽油： 4. 4. 石脑油：脱模剂相关法律法规脱模剂简介脱模剂类型及用途脱模剂特点脱模剂性能脱模剂化学原理脱模剂选择与评价成品表面斑痕原因分析及解决方法常用溶剂稀释剂参考 1. 1. 二氯甲烷： 2. 2. 石油醚： 3. 3. 120#汽油： 4. 4. 石脑油： 脱模剂相关法律法规展开编辑本段脱模剂简介脱模剂是一种用在两个彼此易于粘着的物体表面的一个界面涂层，它可使物体表面易于脱离、光滑及洁净。脱模剂用于玻璃纤维增强塑料、金属压铸、聚氨酯泡沫和弹性体、注塑热塑性塑料、真空发泡片材和挤压型材等各种模压操作中。在模压中，有时其他塑料填加剂如增塑剂等会渗出到界面上，这时就需要一个表面脱除剂来除掉它。 理论上，脱模剂应当具有较大的抗拉强度，以使它在与模压树脂经常接触时不容易磨光。特别是在树脂中有磨砂矿物填料或玻璃纤维增强料时尤其如此。脱模剂应有耐化学性，以便在与不同树脂的化学成份（特别是苯乙烯和胺类）接触时不被溶解。脱模剂还应具有耐热及应力性能，不易分解或磨损；脱模剂应粘合到模具上而不转移到被加工的制件上，以便不妨碍喷漆或其他二次加工操作。 编辑本段脱模剂类型及用途1.按用法分类：内脱模剂、外脱模剂； 2.按寿命分类：常规脱模剂、半永久脱模剂； 3.按形态分类：溶剂型脱模剂、水性脱模剂、无溶剂型脱模剂、粉末脱模剂、膏状脱模剂 脱模剂4.按活性物质分类： 硅系列主要为硅氧烷化合物、硅油、硅树脂甲基支链硅油、甲基硅油、乳化甲基硅油、含氢甲基硅油、硅脂、硅树脂、硅橡胶、硅橡胶甲苯溶液、 蜡系列植物、动物、合成石蜡；微晶石蜡；聚乙烯蜡等。 氟系列隔离性能最好，对模具污染小，但成本高聚四氟乙烯；氟树脂粉末；氟树脂涂料等 表面活性剂系列金属皂（阴离子性）、EO、PO衍生物（非离子性） 无机粉末系列滑石、云母、陶土、白粘土等 聚醚系列聚醚和脂油混合物，耐热乃化学性好，多用于对硅油有限制的某些橡胶行业。成本较硅油系列高。 其它含掩蔽剂的含水脱模剂：用掩蔽剂固定水分子耐久型脱模剂：硅油+硅树脂体系，800次以上多层复合型脱模剂：卤代烃膜+聚乙烯脱模剂+聚乙烯醇脱模剂芳香族聚砜类脱模剂模具处理之脱模剂含卤聚醚类脱模剂：降低蒸气压，提高分解温度，不会引起带电接触羰烷基硅烷脱模剂：内脱模，提高对水性油墨表面粘合性反应型脱模剂：涂覆后自身进行化学反应成膜，同时与模具表面粘着以上是一些有代表性的脱模剂，它们具有各自的特征，并可根据用途分别使用。例如，用来作为纤维粘着带等的背面处理剂、剥离纸、防粘剂（电线杆、电话箱、招牌、标志），防污染用（内、外壁涂饰、车辆、路障、路栏等）防止粘合剂周围的余粘。 编辑本段脱模剂特点脱模性（润滑性）。形成均匀薄膜且形状复杂的成形物时，尺寸精确无误。 脱模持续性好。 成形物外观表面光滑美观，不因涂刷发粘的脱模剂而招致灰尘的粘着。 二次加工性优越。当脱模剂转移到成形物时，对电镀、热压模、印刷、涂饰、粘合等加工物均无不良影响。 易涂布性。 耐热性。 耐污染性。 成形好，生产效率高。 稳定性好。与配合剂及材料并用时，其物理、化学性能稳定。 不燃性，低气味，低毒性。 编辑本段脱模剂性能理论上，脱模剂应当具有较大的抗拉强度，以使它在与模压树脂经常接触时不容易磨光。在树脂中有磨砂矿物填料或玻璃纤维增强料时尤其如此。脱模剂应有耐化学性，以便在与不同树脂的化学成份（特别是苯乙烯和胺类）接触时不被溶解。脱模剂还应具有耐热及应力性能，不易分解或磨损；脱模剂应粘合到模具上而不转移到被加工的制件上，以便不妨碍喷漆或其他二次加工操作。 编辑本段脱模剂化学原理1.极性化学键与模具表面通过相互作用形成具有再生力的吸附型薄膜； 2.聚硅氧烷中的硅氧键可视为弱偶极子（Si+-O-),当脱模剂在模具表面铺展成单取向排列时，分子采取特有的伸展链构型； 3.自由表面被烷基以密集堆积方式覆盖，脱模能力随烷基密度而递增；但当烷基占有 脱模剂较大空间位阻时，伸展构型受到限制，脱模能力又会降低； 4.脱模剂分子量大小和粘度也与脱模能力相关，分子量小时，铺展性好，但耐热能力差。 编辑本段脱模剂选择与评价脱模剂的选择常用的脱模剂有无机物、有机物以及高聚物三类。 无机脱模剂，如滑石粉、云母粉以及陶土、白粘土等为主要组分配置的复合物，主要用作橡胶加工中胶片、半成品防粘用隔离剂。 有机脱模剂包括脂肪酸皂（钾皂、钠皂、铵皂、锌皂等）、脂肪酸、石蜡、甘油、凡士林等。 第三类脱模剂是高聚物，包括硅油、聚乙二醇、低分子量聚乙烯等，它们的脱模剂效率和热稳定性比有机物脱模剂好得多。 脱模剂通常有粉状、半固体和液体之分，粉状和半固体可像蜡脂一样用毛刷或手涂于模具表面。液体可用喷雾或毛刷等工具涂于模具表面，从而形成隔离膜。液体脱模剂以喷涂为佳。 国际工业发达国家多采用金属喷雾罐灌装的脱模剂。由于金属喷雾罐密封性能较好，可避免脱模剂氧化或混入杂质，能保证脱模剂出厂时的纯洁性。大型的注塑设备安装在室内，环境温度变化小，对喷雾脱模剂的使用无影响。但对模压成形的模具温度要予以考虑，要选热稳定性能好的脱模剂，一般要求脱模剂的热分解温度要高于成型的模具温度。不然会发生炭化结诟现象。高档制品和需要二次加工（如喷漆和印刷）要选用适合于二次加工的脱模剂。为防止环境污染，要选用不易燃烧，气味和毒性小的脱模剂。在脱模剂选用中，经济性是不可忽视的重要因素。质量差的脱模剂会使产品表面产生龟裂皱纹，影响产品外观和模具使用寿命，并带来环境污染。选择高质量的喷雾脱模剂，价格较高，但综合经济效益高。 综上所述，脱模剂的选择要点是： 脱模性优良，对于喷雾脱模剂表面张力应在1723 N/m之间。 脱模剂具有耐热性，受热不发生炭化分解。 化学性能稳定，不与成型产品发生化学反应。 不影响塑料的二次加工性能。 不腐蚀模具，不污染制品，气味和毒性小。 外观光滑美观; 易涂布，生产效率高; 编辑本段成品表面斑痕原因分析及解决方法喷射不均引起：改善涂布； 喷涂流淌引起：调整喷涂量； 擦拭引起：选择脱模剂硬度及溶剂体系； 蒸发引起：固体分溶解度不同或溶剂溶解能力不同，橘皮现象， 蒸发时固体析出时不能形成均匀皮膜，调整分散剂和溶剂； 树脂流动引起：易于转折处出现，模具设计时克服； 气泡引起：制品表面有许多细小气泡坑，原料问题或脱模剂消泡性能，脱模剂和模具间有空隙卷进空气或模具表面粗糙等，提高脱模剂硬度； 制品收缩引起：收缩应力超过抗张力，同心斑痕，主要选择材料收缩率，注入压力等调整； 模具材料热容量引起：模具补强材料热容量分布不同，储存热量不同，高温处反应快而产生；或高温处熔解脱模剂而引起，模具材料。 编辑本段常用溶剂稀释剂参考1. 二氯甲烷：CH2Cl2, 沸点39.75,相对密度1.326,闪点无，表面张力28.12mN/m,化学稳定，290度不氧化或裂解，溶解能