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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201510706137.3 (22)申请日 2015.10.27 C09D 161/16(2006.01) C09D 127/18(2006.01) C09D 7/12(2006.01) (71)申请人 江苏友成高分子材料科技有限公司 地址 215600 江苏省苏州市张家港市经济开 发区西区34号 （善港工业区34号） 友成 (72)发明人 季国庆 郭强 张文祥 (74)专利代理机构 南京苏科专利代理有限责任 公司 32102 代理人 黄春松 (54) 发明名称 一种水性磺化聚醚醚酮涂料及其制备方法及 成膜工艺 (57) 摘要 本发明公。
2、开了一种水性磺化聚醚醚酮涂料， 其组成成分及各个成分的质量份数组成为 ： 磺化 聚醚醚酮100份， 聚四氟乙烯0.510份， 二硫化 钼 0 5 份， 石墨烯 0.1 3 份， 石墨 0 5 份， 水 80 380 份。制备水性磺化聚醚醚酮涂料的制备 方法为 ： 将磺化聚醚醚酮、 聚四氟乙烯乳液、 二硫 化钼、 石墨烯、 石墨和余量水中混匀形成水性磺化 聚醚醚酮涂料 ； 上述水性磺化聚醚醚酮涂料的成 膜工艺为 ： 将水性磺化聚醚醚酮涂料均匀喷涂后 高温烧结、 冷却后得到膜状水性磺化聚醚醚酮涂 层。本发明得到的水性磺化聚醚醚酮涂料具有良 好的亲水性， 涂装后形成的膜状涂层具有良好的 力学性能及减。
3、摩耐磨性。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 CN 105331243 A 2016.02.17 CN 105331243 A 1/1 页 2 1.一种水性磺化聚醚醚酮涂料， 其特征在于 ： 其组成成分及各个成分的质量份数组成 为 ： 磺化聚醚醚酮 100 份， 聚四氟乙烯 0.5 10 份， 二硫化钼 0 5 份， 石墨烯 0.1 3 份， 石墨 0 5 份， 水 80 380 份。 2.按照权利要求 1 所述的一种水性磺化聚醚醚酮涂料， 其特征在于 ： 所述的磺化聚醚 醚酮的磺化度为 25 50%。 3.按照权利。
4、要求 1 所述的一种水性磺化聚醚醚酮涂料， 其特征在于 ： 所述的聚四氟乙 烯为聚四氟乙烯乳液中的固体份， 所述的 80 380 份水由聚四氟乙烯乳液中的水和余量 水组成， 其中聚四氟乙烯乳液中的聚四氟乙烯与聚四氟乙烯乳液中的水的质量比例为 5.5 ： 4.5 6.5 ： 3.5。 4.按照权利要求 1、 2 或 3 所述的一种水性磺化聚醚醚酮涂料， 其特征在于 ： 所述的二 硫化钼为胶体二硫化钼细粉， 胶体二硫化钼细粉的粒度为 1 10m。 5.按照权利要求 1、 2 或 3 所述的一种水性磺化聚醚醚酮涂料， 其特征在于 ： 所述的石 墨烯的粒度为 10 200nm。 6.按照权利要求 1、。
5、 2 或 3 所述的一种水性磺化聚醚醚酮涂料， 其特征在于 ： 所述的石 墨为胶体石墨细粉， 胶体石墨细粉的粒度为 1 10m。 7.制备权利要求 1 或 2 所述的水性磺化聚醚醚酮涂料的制备方法， 其特征在于 ： 所述 的制备方法具体包括以下步骤 ： 将磺化聚醚醚酮、 聚四氟乙烯乳液、 二硫化钼、 石墨烯、 石墨 和余量水按质量份数比例混匀形成水性磺化聚醚醚酮涂料 ； 其中所述的聚四氟乙烯为聚四 氟乙烯乳液中的固体份， 80 380 份水由聚四氟乙烯乳液中的水和余量水组成， 聚四氟乙 烯乳液中的聚四氟乙烯与聚四氟乙烯乳液中的水的比例为 5.5 ： 4.5 6.5 ： 3.5。 8.按照权利要。
6、求 7 所述的水性磺化聚醚醚酮涂料的制备方法， 其特征在于 ： 磺化聚醚 醚酮、 聚四氟乙烯溶液、 二硫化钼、 石墨烯、 石墨和余量水通过机械搅拌分散或超声分散混 匀形成水性磺化聚醚醚酮涂料。 9.按照权利要求 7 或 8 所述的水性磺化聚醚醚酮涂料的制备方法， 其特征在于 ： 所述 的二硫化钼为胶体二硫化钼细粉， 胶体二硫化钼细粉的粒度为 1 10m ； 所述的石墨烯的 粒度为 10 200nm ； 所述的石墨为胶体石墨细粉， 胶体石墨细粉的粒度为 1 10m。 10.水性磺化聚醚醚酮涂料的成膜工艺， 其特征在于 ： 将水性磺化聚醚醚酮涂料均匀 喷涂涂覆于金属表面上， 然后将涂覆有水性磺化聚。
7、醚醚酮涂料的金属产品放置于 330 360环境中高温烧结使水性磺化聚醚醚酮涂料高温烧结形成膜状涂层， 膜状涂层冷却后 得到膜状水性磺化聚醚醚酮涂层。 11.按照权利要求 10 所述的水性磺化聚醚醚酮涂料的成膜工艺， 其特征在于 ： 水性磺 化聚醚醚酮涂料通过气流喷涂或静电喷涂涂覆于金属表面上。 权 利 要 求 书 CN 105331243 A 2 1/4 页 3 一种水性磺化聚醚醚酮涂料及其制备方法及成膜工艺 技术领域 0001 本发明涉及一种水性涂料， 特别涉及一种水性磺化聚醚醚酮涂料以及制备该涂料 的制备方法及成膜工艺。 背景技术 0002 由高分子材料制成的涂料涂装形成的高分子固体耐磨涂。
8、层以其摩擦系数低、 承载 能力高、 耐磨寿命长、 涂覆工艺性优异、 防腐蚀及密封性好等特性而备受研究人员关注。聚 醚醚酮 (PEEK) 作为一种高性能高分子材料， 具有高强度、 高韧性、 高耐热性及突出的耐摩 擦磨损性能， 已成为重要的自润滑型减摩耐磨材料， 可以在无润滑、 高温、 潮湿和腐蚀等恶 劣环境下替代金属材料使用。在涂料涂装领域， 目前涂料的研究主要向着绿色环保型涂料 方向发展， 如作为环境友好型涂料的水性涂料， 但由于聚醚醚酮亲水性较差， 因而无法直接 将聚醚醚酮涂料应用于水性涂料中。 发明内容 0003 本发明所需解决的技术问题是 ： 提供一种具有良好的强度、 耐磨性及水溶性的一。
9、 种水性磺化聚醚醚酮涂料以及制备该水性磺化聚醚醚酮涂料的制备方法及成膜工艺。 0004 为解决上述问题， 本发明采用的技术方案是 ： 所述的一种水性磺化聚醚醚酮涂料， 其组成成分及各个成分的质量份数组成为 ： 磺化聚醚醚酮100份， 聚四氟乙烯0.510份， 二硫化钼 0 5 份， 石墨烯 0.1 3 份， 石墨 0 5 份， 水 80 380 份。 0005 进一步地， 前述的一种水性磺化聚醚醚酮涂料， 其中， 所述的磺化聚醚醚酮的磺化 度为 25 50。 0006 进一步地， 前述的一种水性磺化聚醚醚酮涂料， 其中， 所述的聚四氟乙烯为聚四氟 乙烯乳液中的固体份， 聚四氟乙烯乳液可以采用日。
10、本大金氟化工生产的型号为 D-411 的聚 四氟乙烯乳液。所述的 80 380 份水由聚四氟乙烯乳液中的水和余量水组成， 其中聚四氟 乙烯乳液中的聚四氟乙烯与聚四氟乙烯乳液中的水的质量比例为 5.5 ： 4.5 6.5 ： 3.5。 0007 进一步地， 前述的一种水性磺化聚醚醚酮涂料， 其中， 所述的二硫化钼为胶体二硫 化钼细粉， 胶体二硫化钼细粉的粒度为 1 10m。 0008 进一步地， 前述的一种水性磺化聚醚醚酮涂料， 其中， 所述的石墨烯的粒度为 10 200nm。 0009 进一步地， 前述的一种水性磺化聚醚醚酮涂料， 其中， 所述的石墨为胶体石墨细 粉， 胶体石墨细粉的粒度为 1。
11、 10m。 0010 制备水性磺化聚醚醚酮涂料的制备方法具体包括以下步骤 ： 将磺化聚醚醚酮、 聚 四氟乙烯乳液、 二硫化钼、 石墨烯、 石墨和余量水按质量份数比例混匀形成水性磺化聚醚醚 酮涂料 ； 其中所述的聚四氟乙烯为聚四氟乙烯乳液中的固体份， 80 380 份水由聚四氟乙 烯乳液中的水和余量水组成， 聚四氟乙烯乳液中的聚四氟乙烯与聚四氟乙烯乳液中的水的 质量比例为 5.5 ： 4.5 6.5 ： 3.5。 说 明 书 CN 105331243 A 3 2/4 页 4 0011 进一步地， 前述的水性磺化聚醚醚酮涂料的制备方法， 其中， 磺化聚醚醚酮、 聚四 氟乙烯溶液、 二硫化钼、 石墨。
12、烯、 石墨和余量水通过机械搅拌分散或超声分散混匀形成水性 磺化聚醚醚酮涂料。 0012 进一步地， 前述的水性磺化聚醚醚酮涂料的制备方法， 其中， 所述的二硫化钼为 胶体二硫化钼细粉， 胶体二硫化钼细粉的粒度为 1 10m ； 所述的石墨烯的粒度为 10 200nm ； 所述的石墨为胶体石墨细粉， 胶体石墨细粉的粒度为 1 10m。 0013 水性磺化聚醚醚酮涂料的成膜工艺如下 ： 将水性磺化聚醚醚酮涂料均匀喷涂涂覆 于金属表面上， 然后将涂覆有水性磺化聚醚醚酮涂料的金属产品放置于 330 360环境 中高温烧结使水性磺化聚醚醚酮涂料高温烧结形成膜状涂层， 膜状涂层冷却后得到膜状水 性磺化聚醚。
13、醚酮涂层。 0014 进一步地， 前述的水性磺化聚醚醚酮涂料的成膜工艺， 其中， 水性磺化聚醚醚酮涂 料通过气流喷涂或静电喷涂涂覆于金属表面上。 0015 磺化聚醚醚酮 (SPEEK) 是聚醚醚酮基体经过硫酸磺化处理后形成的产物， 由于结 构中含有磺酸基团， 具有亲水性。本发明是利用磺化聚醚醚酮的亲水性能和合理的配比与 制备方法， 得到一种新型的环保无污染的水性化涂料水性磺化聚醚醚酮涂料， 该涂料 形成的涂层兼具优异的耐磨性能、 良好的力学性能、 自润滑性能和耐高温性能。 0016 本发明的有益效果是 ： 该发明采用磺化聚醚醚酮为基体树脂， 通过选择合适的磺 化聚醚醚酮的磺化度以及通过配比各组。
14、成成分以及各组成成分的质量份数的配比量， 使其 在保持聚醚醚酮原有的高强度、 耐磨性能的基础上改善聚醚醚酮涂料的亲水性， 使其具有 水溶性， 从而得到环保无污染的水性磺化聚醚醚酮涂料。 具体实施方式 0017 下面结合优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。 0018 实施例一 0019 本实施例所述的一种水性磺化聚醚醚酮涂料， 其组成成分及各个成分的质量份数 组成为 ： 磺化聚醚醚酮 100 份， 聚四氟乙烯 6 份， 二硫化钼 3.5 份， 石墨烯 1 份， 石墨 1.5 份， 水 200 份。 0020 本实施例中所述的磺化聚醚醚酮的磺化度为 25 50。所述的聚四氟乙烯为聚。
15、 四氟乙烯乳液中的固体份， 所述的 200 份水由聚四氟乙烯乳液中的水和余量水组成， 其中 聚四氟乙烯乳液中的聚四氟乙烯与聚四氟乙烯乳液中的水的质量比例为 6.5 ： 3.5。所述的 二硫化钼为胶体二硫化钼细粉， 胶体二硫化钼细粉的粒度为110m。 所述的石墨烯的粒 度为 10 200nm。所述的石墨为胶体石墨细粉， 胶体石墨细粉的粒度为 1 10m。 0021 制备上述水性磺化聚醚醚酮涂料的制备方法具体包括以下步骤 ： 0022 (1) 将聚醚醚酮经硫酸磺化处理后提纯得到磺化聚醚醚酮 ； 所述的聚醚醚酮为工 程塑料用聚醚醚酮 ； 0023 (2) 将磺化聚醚醚酮、 聚四氟乙烯乳液、 二硫化钼。
16、、 石墨烯、 石墨和余量水按质量份 数比例通过机械搅拌分散或超声分散混匀形成水性磺化聚醚醚酮涂料。其中， 所述的聚四 氟乙烯为聚四氟乙烯乳液中的固体份， 所述的 200 份水由聚四氟乙烯乳液中的水和余量水 组成， 其中聚四氟乙烯乳液中的聚四氟乙烯与聚四氟乙烯乳液中的水的质量比例为 6.5 ： 说 明 书 CN 105331243 A 4 3/4 页 5 3.5。所述的二硫化钼为胶体二硫化钼细粉， 胶体二硫化钼细粉的粒度为 1 10m。所述 的石墨烯的粒度为 10 200nm。所述的石墨为胶体石墨细粉， 胶体石墨细粉的粒度为 1 10m。 0024 水性磺化聚醚醚酮涂料的成膜工艺如下 ： 将水性。
17、磺化聚醚醚酮涂料通过气流喷涂 或静电喷涂均匀喷涂涂覆于金属表面上， 然后将涂覆有水性磺化聚醚醚酮涂料的金属产品 放置于 330 360环境中高温烧结使水性磺化聚醚醚酮涂料高温烧结形成膜状涂层， 膜 状涂层冷却后得到膜状水性磺化聚醚醚酮涂层。 0025 实施例二 0026 本实施例所述的一种水性磺化聚醚醚酮涂料， 其组成成分及各个成分的质量份数 组成为 ： 磺化聚醚醚酮 100 份， 聚四氟乙烯 7 份， 石墨烯 1 份， 石墨 2.5 份， 水 200 份。 0027 本实施例中所述的磺化聚醚醚酮的磺化度为 25 50。所述的聚四氟乙烯为聚 四氟乙烯乳液中的固体份， 所述的 200 份水由聚四。
18、氟乙烯乳液中的水和余量水组成， 其中 聚四氟乙烯乳液中的聚四氟乙烯与聚四氟乙烯乳液中的水的质量比例为 6 ： 4。所述的二硫 化钼为胶体二硫化钼细粉， 胶体二硫化钼细粉的粒度为110m。 所述的石墨烯的粒度为 10 200nm。所述的石墨为胶体石墨细粉， 胶体石墨细粉的粒度为 1 10m。 0028 制备上述水性磺化聚醚醚酮涂料的制备方法以及水性磺化聚醚醚酮涂料的成膜 工艺与实施例一相同， 在此不再赘述。 0029 实施例三 0030 本实施例所述的一种水性磺化聚醚醚酮涂料， 其组成成分及各个成分的质量份数 组成为 ： 磺化聚醚醚酮 100 份， 聚四氟乙烯 6 份， 二硫化钼 3.5 份， 。
19、石墨烯 2.5 份， 水 200 份。 0031 本实施例中所述的磺化聚醚醚酮的磺化度为 25 50。所述的聚四氟乙烯为聚 四氟乙烯乳液中的固体份， 所述的 200 份水由聚四氟乙烯乳液中的水和余量水组成， 其中 聚四氟乙烯乳液中的聚四氟乙烯与聚四氟乙烯乳液中的水的质量比例为 5.5 ： 4.5。所述的 二硫化钼为胶体二硫化钼细粉， 胶体二硫化钼细粉的粒度为110m。 所述的石墨烯的粒 度为 10 200nm。所述的石墨为胶体石墨细粉， 胶体石墨细粉的粒度为 1 10m。 0032 制备上述水性磺化聚醚醚酮涂料的制备方法以及水性磺化聚醚醚酮涂料的成膜 工艺与实施例一相同， 在此不再赘述。 00。
20、33 对实施例一、 实施例二、 实施例三三种不同配比比例的水性磺化聚醚醚酮涂料进 行成膜， 在成膜工艺中选取高温烧结温度为 330 345， 冷却后将膜状水性磺化聚醚醚酮 涂层常温放置 24 小时， 而后对其进行力学性能测试及滑动摩擦磨损性能测试， 测试得到的 参数参见表一所示， 由表一可以看出本发明制得的膜状水性磺化聚醚醚酮涂层具有良好的 力学性能且与基体具有良好的粘附性， 同时， 在保证聚醚醚酮原有的自润滑性能及低摩擦 系数的性能上具有良好的减摩耐磨性能以及热稳定性能。 该发明采用磺化聚醚醚酮为基体 树脂， 通过控制磺化聚醚醚酮的磺化度以及通过配比各组成成分以及各组成成分的质量份 数的配比。
21、量， 使其在保持聚醚醚酮原有的高强度、 耐磨性能的基础上改善聚醚醚酮涂料的 亲水性， 使其具有水溶性， 从而得到环保无污染的水性磺化聚醚醚酮涂料。 0034 以上是本发明的较佳实施方式， 在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替 代均落入本发明权利要求所保护的范围之内。 0035 表一 三种实施例得到的膜状水性磺化聚醚醚酮涂层的力学性能及摩擦磨损性能 说 明 书 CN 105331243 A 5 4/4 页 6 参数表 0036 性能实施例一实施例二实施例三 摩擦系数 ()0.3220.3150.319 体积磨损 (V/mm3)12.314.611.8 铅笔硬度3H3H3H 0037 附着力等级 ( 级 )111 抗冲击性能无裂纹无裂纹无裂纹 0038 其中， 表一中附着力等级的测定标准为 ： 漆膜附着力测定法 GB 1720-1979 ； 铅笔 硬度的测定标准为 ： 色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度 GB 6739-2006 ； 抗冲击性能的测定标 准为 ： 漆膜耐冲击性能测定法 GB 1732-1993。摩擦系数及体积磨损的测定标准为 ： 滑动摩 擦磨损性能试验 GB 3960-1983。 说 明 书 CN 105331243 A 6 。