第十三届全国青年表面工程学术会议

140 / 2021-04-04 11:25:47

轮胎模具长寿命表面防粘涂层的制备与分析

轮胎模具；防粘涂层；粘附力；橡胶硫化试验

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为改善橡胶轮胎模具表面的粘胶、积碳、腐蚀、磨损等问题，提高轮胎模具的使用寿命，采用有机涂层技术在轮胎模具表面制备了三种不同配方的防粘涂层，分别为商用PTFE防粘涂层，PPS+PTFE防粘涂层，以及KH550+PTFE防粘涂层。测试了防粘涂层的涂层厚度、表面粗糙度、表面接触角、结合强度、橡胶硫化试验的脱模力及试验前后涂层表面形貌和元素。三种涂层的厚度分别为12μm、38μm、13μm；表面粗糙度分别约为4.68μm、8.03μm、3.71μm；水接触角分别为132°、141°、142°；划格法测得涂层附着力分别为0级、3级、1级；经过12次硫化试验后涂层脱模力的平均值分别为52.8N、72.8N、53.8N，没有涂层的45钢基材脱模力的平均值为127.1N，说明含氟防粘涂层明显降低了脱模力。PPS+PTFE防粘涂层在4次硫化试验后就脱落了，说明该涂层结合强度较差，同时也反映出涂层越厚，结合强度越差。采用扫描电子显微镜观察了硫化试验前后商用PTFE防粘涂层和KH550+PTFE防粘涂层表面的元素组成及其相对含量，得到硫化试验前F元素相对百分含量分别为30.12%、75.75%，不含S元素；硫化试验后F元素相对百分含量分别为27.33%、74.49%， S元素相对百分含量分别为1.79%、0。硫化试验前后涂层元素含量的变化表明由于商用PTFE防粘涂层表面含有Cr、Si等氧化物成分，F元素含量较低，12次硫化试验后表面已有橡胶成分残留，而KH550+ PTFE涂层表面F元素含量高，防粘性能很好，硫化试验后没有橡胶成分的粘附。