CN101440234B

CN101440234B - 适用于复合耐磨涂层材料中催化型复合固化剂的制备工艺

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Publication number: CN101440234B
Application number: CN2008101479817A
Authority: CN
Inventors: 刘厚明; 刘亚川; 廖祥文; 陈晓青; 杨进忠; 李红玲; 熊文良
Original assignee: Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources Chinese Academy of Geological Sciences
Current assignee: Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources Chinese Academy of Geological Sciences
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2028-12-24
Also published as: CN101440234A

Abstract

本发明公开了一种适用于复合耐磨涂层材料中催化型复合固化剂的制备工艺，首先用缩水甘油醚对芳香族多元胺进行加聚改性处理，再将经加聚改性的芳香族多元胺按占65～85％、2-乙基-4-甲基咪唑占5～15％、间苯二酚占5～15％、水杨酸占0～5％、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚占0～5％的，选取其中至少三种进行配伍，按质量百分比机械搅拌混合均匀，形成胺类催化型复合固化剂。采用本工艺制备的催化型复合固化剂，能在较低的温度和较短的时间内使复合材料固化彻底，达到较高的交联密度，并能有效降低材料内应力。

Description

适用于复合耐磨涂层材料中催化型复合固化剂的制备工艺

技术领域

本发明涉及一种系列设备修复用复合耐磨涂层材料中催化型复合固化剂的制备工艺技术领域，该复合耐磨涂层材料能用于抵抗固体颗粒与流体混合产生冲刷磨损的设备及备件的修复和保护，具有优良的耐磨及防腐性能，可应用于采矿、选矿、冶金、化工、水利、电力、石油、煤炭等行业中。

背景技术

采矿、选矿、冶金、化工、水利、电力、石油、煤炭等工业生产中，液体与气体夹带固体颗粒产生的磨粒对设备的冲刷磨损很严重。易磨损的设备和备件主要包括渣浆泵、泥浆泵、清水泵、旋流器、旋风除尘器、搅拌桨、搅拌槽、浮选机、溜槽、管道及管件、球磨机、风机等，企业每年不得不花费大量的资金购买易磨损设备和备件，同时对生产的正常连续进行造成了很严重的影响。为了解决设备磨损问题，延长设备使用寿命，国内外大量使用昂贵的耐磨合金泵，或内衬陶瓷、橡胶、聚氨酯、超高分子聚乙烯、复合耐磨涂层材料等，但是耐磨合金泵在许多使用条件下磨损依然很严重，内衬陶瓷、橡胶、聚氨酯、超高分子聚乙烯等的耐磨性能也不能令人满意。

复合耐磨涂层材料是近些年发展起来的一类很有应用前景的新型耐磨材料，国外在这方面的研究与应用较早。现有的复合耐磨涂层材料的耐磨性能较好，但其针对性较强，适用面狭窄，价格较昂贵，不能满足国内市场的需求并为国内用户所接受。国内研制的现有复合耐磨涂层材料在一些场合已得到应用，但因为使用的原料及生产工艺的局限，一般使用间苯二胺等固化剂，这类固化剂在较低的温度和较短的时间内不能使复合材料本身固化彻底，施工环境毒性较大，交联密度低，与备件基体的粘接性能，耐磨性能差。

发明内容

为解决上述技术方案，本发明提出了一种适用于复合耐磨涂层材料中催化型复合固化剂的制备工艺，采用本工艺制备的催化型复合固化剂，能在较低的温度和较短的时间内使复合材料固化彻底，达到较高的交联密度，并能有效降低材料内应力；同时具有耐温性能好，与备件基体的粘接性能好等优点。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种适用于复合耐磨涂层材料中催化型复合固化剂的制备工艺，其特征在于：催化型复合固化剂包括胺类催化型复合固化剂，所述胺类催化型复合固化剂具体制备方法为：首先选取芳香族多元胺，2-乙基-4-甲基咪唑、间苯二酚、水杨酸和2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚备用，其次对芳香族多元胺加聚改性处理，最后将经加聚改性的芳香族多元胺按占65～85％、2-乙基-4-甲基咪唑占5～15％、间苯二酚占5～15％、水杨酸占0～5％、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚占0～5％的，选取其中至少三种进行配伍，按质量百分比机械搅拌混合均匀，形成胺类催化型复合固化剂。

所述的芳香族多元胺加聚改性处理是指：用缩水甘油醚对芳香族多元胺进行加聚改性，具体为：将芳香族多元胺加入不锈钢加聚反应釜中，搅拌加热熔化，逐渐加入缩水甘油醚进行加聚反应改性，保温反应1～2小时，其中，熔化和保温的温度为65～110℃，加聚反应改性质量配比为：按摩尔比芳香族多元胺∶缩水甘油醚＝1∶0.65～1.3，从而得到经加聚改性的芳香族多元胺。

所述的芳香族多元胺为间苯二胺或2，4-二氨基甲苯，当采用间苯二胺时，所述的熔化和保温的温度为65～70℃，当采用2，4-二氨基甲苯时候，所述的熔化和保温的温度为105～110℃。

所述的缩水甘油醚为甲苯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚或苄基缩水甘油醚。

催化型复合固化剂还包括酸酐类催化型复合固化剂，酸酐类催化型复合固化剂的具体制备方法为：选取有机混合酸酐和苄基二甲胺备用，将有机混合酸酐占95～99％和苄基二甲胺占1～5％，按质量百分比机械搅拌混合均匀，形成酸酐类催化型复合固化剂。

其中所述的有机混合酸酐由邻苯二甲酸酐占30～55％、六氢邻苯二甲酸酐占20～30％、甲基四氢苯酐占15～35％、甲基六氢苯酐占0～20％，每次配伍至少三种上述原料，按质量百分比机械搅拌混合均匀形成。

本发明的优点表现在：

1、由于本发明采用“经加聚改性的芳香族多元胺按占65～85％、2-乙基-4-甲基咪唑占5～15％、间苯二酚占5～15％、水杨酸占0～5％、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚占0～5％的，选取其中至少三种进行配伍，按质量百分比机械搅拌混合均匀，形成胺类催化型复合固化剂。”这样的技术方案与现有技术相比，本发明所制备的胺类催化型复合固化剂可以在较低的温度和较短的时间使复合耐磨涂层材料固化彻底，达到较高的交联密度，并有效降低材料内应力，提高产品的综合性能；

2、由于本发明采用“选取有机混合酸酐和苄基二甲胺备用，将有机混合酸酐占95～99％和苄基二甲胺占1～5％，按质量百分比机械搅拌混合均匀，形成酸酐类催化型复合固化剂”这样的技术方案与现有技术相比，酸酐类催化型复合固化剂可使复合材料固化彻底，交联密度高，材料内应力较小，耐温性能好，与备件基体的粘接性能好，耐磨性能优异。

3、将本发明制备的胺类或酸酐类催化型复合固化剂，配以环氧树脂基体树脂和无机耐磨骨料，混炼而成双组份包装的复合耐磨涂层材料产品，材料粘接强度高、韧性好，与备件金属基体的粘接牢固，耐磨和耐气蚀性能优异，抗拉抗剪强度高达63MPa和32MPa。可广泛用于采矿、选矿、冶金、化工、水利、电力、石油、煤炭等工业生产中，液体与气体夹带固体颗粒产生的各种设备磨损面的耐磨预处理及已磨损备件的耐磨修复处理。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式对本发明作进一步的补充说明；

实施例1

本发明公开了一一种适用于复合耐磨涂层材料中催化型复合固化剂的制备工艺，催化型复合固化剂包括胺类催化型复合固化剂，所述胺类催化型复合固化剂具体制备方法为：首先选取芳香族多元胺，2-乙基-4-甲基咪唑、间苯二酚、水杨酸和2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚备用，其次对芳香族多元胺加聚改性处理，最后将经加聚改性的芳香族多元胺按占65～85％、2-乙基-4-甲基咪唑占5～15％、间苯二酚占5～15％、水杨酸占0～5％、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚占0～5％的，选取其中至少三种进行配伍，按质量百分比机械搅拌混合均匀，形成胺类催化型复合固化剂。所述的芳香族多元胺加聚改性处理是指：用缩水甘油醚对芳香族多元胺进行加聚改性，具体为：将芳香族多元胺加入不锈钢加聚反应釜中，搅拌加热熔化，逐渐加入缩水甘油醚进行加聚反应改性，保温反应1～2小时，其中，熔化和保温的温度为65～110℃，加聚反应改性质量配比为：按摩尔比芳香族多元胺∶缩水甘油醚＝1∶0.65～1.3，从而得到经加聚改性的芳香族多元胺。所述的芳香族多元胺为间苯二胺或2，4-二氨基甲苯，当采用间苯二胺时，所述的熔化和保温的温度为65～70℃，当采用2，4-二氨基甲苯时候，所述的熔化和保温的温度为105～110℃。所述的缩水甘油醚为甲苯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚或苄基缩水甘油醚。

实施例2

作为本发明的另一较佳实施方式，催化型复合固化剂还包括酸酐类催化型复合固化剂，酸酐类催化型复合固化剂的具体制备方法为：选取有机混合酸酐和苄基二甲胺备用，将有机混合酸酐占95～99％和苄基二甲胺占1～5％，按质量百分比机械搅拌混合均匀，形成酸酐类催化型复合固化剂。

实施例3

在实施例2的基础上，本发明再一较佳实施方式，其中所述的有机混合酸酐由邻苯二甲酸酐占30～55％、六氢邻苯二甲酸酐占20～30％、甲基四氢苯酐占15～35％、甲基六氢苯酐占0～20％，每次配伍至少三种上述原料，按质量百分比机械搅拌混合均匀形成。

实施例4

现有技术中，复合耐磨涂层材料主要由环氧树脂、无机耐磨骨料、和固化剂组成，通常分为A、B双组份分类包装，环氧树脂为A组分，无机耐磨骨料和固化剂为B组分；使用时，A组分和B组分之间按照具体要求配比混匀涂敷使用，而采用本发明工艺制备的催化型复合固化剂就可直接替代上述组分中的固化剂，混炼而成双组份包装的复合耐磨涂层材料产品，材料粘接强度高、韧性好，与备件金属基体的粘接牢固，耐磨和耐气蚀性能优异，抗拉抗剪强度高达63MPa和32MPa。可广泛用于采矿、选矿、冶金、化工、水利、电力、石油、煤炭等工业生产中，液体与气体夹带固体颗粒产生的各种设备磨损面的耐磨预处理及已磨损备件的耐磨修复处理。

本发明不限于上述实施方式，根据上述实施例的描述，本领域的普通技术人员还可作出一些显而易见的改变，但这些改变均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种适用于复合耐磨涂层材料中催化型复合固化剂的制备工艺，其特征在于：催化型复合固化剂包括胺类催化型复合固化剂，所述胺类催化型复合固化剂具体制备方法为：首先选取芳香族多元胺，2-乙基-4-甲基咪唑、间苯二酚、水杨酸和2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚备用，其次对芳香族多元胺加聚改性处理，最后将经加聚改性的芳香族多元胺按占65～85％、2-乙基-4-甲基咪唑占5～15％、间苯二酚占5～15％、水杨酸占0～5％、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚占0～5％的，选取其中至少三种进行配伍，按质量百分比机械搅拌混合均匀，形成胺类催化型复合固化剂；催化型复合固化剂还包括酸酐类催化型复合固化剂，酸酐类催化型复合固化剂的具体制备方法为：选取有机混合酸酐和苄基二甲胺备用，将有机混合酸酐占95～99％和苄基二甲胺占1～5％，按质量百分比机械搅拌混合均匀，形成酸酐类催化型复合固化剂。

2.根据权利要求1所述的适用于复合耐磨涂层材料中催化型复合固化剂的制备工艺，其特征在于：所述的芳香族多元胺加聚改性处理是指：用缩水甘油醚对芳香族多元胺进行加聚改性，具体为：将芳香族多元胺加入不锈钢加聚反应釜中，搅拌加热熔化，逐渐加入缩水甘油醚进行加聚反应改性，保温反应1～2小时，其中，熔化和保温的温度为65～110℃，加聚反应改性质量配比为：按摩尔比芳香族多元胺∶缩水甘油醚＝1∶0.65～1.3，从而得到经加聚改性的芳香族多元胺。

3.根据权利要求2所述的适用于复合耐磨涂层材料中催化型复合固化剂的制备工艺，其特征在于：所述的芳香族多元胺为间苯二胺或2，4-二氨基甲苯，当采用间苯二胺时，所述的熔化和保温的温度为65～70℃，当采用2，4-二氨基甲苯时候，所述的熔化和保温的温度为105～110℃。

4.根据权利要求2或3所述的适用于复合耐磨涂层材料中催化型复合固化剂的制备工艺，其特征在于：所述的缩水甘油醚为甲苯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚或苄基缩水甘油醚。

5.根据权利要求1所述的适用于复合耐磨涂层材料中催化型复合固化剂的制备工艺，其特征在于：其中所述的有机混合酸酐由邻苯二甲酸酐占30～55％、六氢邻苯二甲酸酐占20～30％、甲基四氢苯酐占15～35％、甲基六氢苯酐占0～20％，每次配伍至少三种上述原料，按质量百分比机械搅拌混合均匀形成。