CN103374286A - 金刚石复合高耐磨涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高硬度、高耐磨修补涂料，该涂料包括A、B两种组份，A组份包括环氧树脂酯、陶瓷粉、金刚石粉及环保型混合溶剂等。B组份包括固化剂、助剂和环保型混合溶剂。本发明的优点为：1、本发明固化剂选用改性的酚醛树脂类产品，使得涂料中A、B两组份反应充分，反应后的有机分子链之间的结合力更强大、无孔隙，提高了涂层的交联密度，大大提高了产品涂层分子间的结合强度。2、此发明采用高硬度、高耐磨金刚石作为耐磨涂料的骨料制备的耐磨涂料相比其他传统的涂料、修补剂具有更强耐磨性。本发明应用在易磨损的过流设备表面，起到防磨耐磨作用，使过流设备的寿命提高2～5倍。本发明涂料具有操作简单、可反复维修使用的特点。

Description

金刚石复合高耐磨涂料

技术领域

本发明涉及金刚石耐磨涂料，具体的说是一种易磨损、高磨损金属设备的表面保护涂料和修补剂，可以对设备磨损表面进行保护和维护修补已磨损部位。

背景技术

在涉及物料、介质输送系统的行业中，由于过流设备长期输送介质物料，导致其磨损比较严重。当物料介质的硬度高于过流设备时，则对过流件产生切削磨损；当是物料介质的硬度低于过流件时，由于固体粒子的反复作用，也可导致材料的疲劳磨损由于设备磨损十分严重，导致其使用寿命较短，其无维修时间多则一年，少则一周。客户需要反复维修和更换磨损设备，大大影响企业的经济效益。

目前，国内外相关产品大多选择各种陶瓷材料作为骨料制备耐磨涂料在设备上应用，这些产品虽然对提高设备的使用寿命方面有所效果，但远远不能满足市场和行业需求。本研究选用金刚石作为骨料制备高耐磨涂料，利用金刚石材料自身的超高硬度和耐磨性起到耐磨和防磨作用。使用时可以在设备磨损部位表面对设备进行防磨处理，在发生磨损的部位进行维护修补，使得设备的使用效果大大提高，使用寿命大大增长。较大程度的降低了企业用户相关磨损设备的应用成本。

发明内容

本发明是一种高粘接力、高硬度、高耐磨性的耐磨材料，使用比较方便，可用水泥抹刀涂抹施工，不垂流。它由A、B两种组份组成，A组份是环氧树脂、金刚石粉体、和其它助剂组成。B组份由固化剂、其它助剂组成。其设计理念是利用环氧树脂作为基料的分子特性和金刚石粉体作为骨料的高硬度、高耐磨性复合制备高耐磨涂料。首先，环氧树脂含有多种极性基团和活性很大的环氧基，可以与金属、玻璃、水泥、陶瓷等材料，具有很强的粘接力，同时环氧固化物的内聚强度也很大，所以其胶接强度很高。此外金刚石是自然界中最硬的物质，其被广泛应用在磨具和切具中。

为实现以上目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

A组份：

基体树脂为50.0～95.0％；

金刚石粉体为1.0～50.0％；

陶瓷粉为1.0～20.0％；

氧化钛粉体为1.0～4.0％

环保型混合溶剂为10.0～20.0％；

其他助剂为0.5～10.0％；

B组份：

固化剂为25.0～56.0％；

其它助剂为0.1～8.0％；

增塑剂为2.0～4.0％；

环保型混合溶剂为10.0～40.0％

所述的基体树脂为环氧树脂，金刚石粉体为河南产人造金刚石，不同粒径的粉体颗粒按一定比例混合，所述氧化钛为纳米级粉体，所述陶瓷粉为氧化铝陶瓷，所述环保型混合溶剂为丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的混合溶剂，其中两者的质量比为3∶1～1∶1，所述固化剂为酚醛胺类固化剂，所述其他助剂为分散剂、增塑剂、加工助剂、抗氧剂中的一种或几种。

在一个优选的实施方案中，所述A组份中的基体树脂为52.0～75.0％；金刚石粉体为20.0～45.0％；陶瓷粉为5.0～12.0％；氧化钛粉体为2.0～3.9％，环保型混合溶剂为1.0～18.0％；其他助剂为1.0～2.2％。

在一个优选的实施方案中，B组份的固化剂为30～53％；其它助剂为1.5～6.5％；增塑剂为3.5～4.0％；环保型混合溶剂为28～39％。

在一个优选的实施方案中，高耐磨涂料使用时A组份与B组份按质量比A∶B＝7∶1～4.5∶1。

金刚石复合高耐磨涂料的制备方法具体步骤为：

(1)研磨、筛选

将金刚石颗粒放入球磨机中研磨，球磨机的转速为1140r/min，球磨30min后，经过滤筛将不同粒径的金刚石粉体分别包装好。粒径为10～300μm。

(2)分散

将A、B两种组份的原料(陶瓷粉、金刚石粉除外)分别依次按配比加入到分散机中，低速搅拌，搅拌过程中，依次加入所需原料。原料加入完毕后，进行高速搅拌分散，转速在1000r/min以上。搅拌时间为10min。

(3)加入填料

将陶瓷粉、金刚石粉体依次加入到分散好的A组份中，加入过程中要不断搅拌分散，加料过程要低速搅拌。加入完成后高速搅拌，转速在1000r/min以上。搅拌时间为45min。

(4)产品检验

将制备完的A、B两种组份分别取样，进行涂料检验，检验其各项性能指标均符合设计要求后，才可判定此涂料为合格。

(5)包装

将加工完的产品分别放入不同成品釜中，开启搅拌按钮，在出口处按配比完成A、B组分包装。

本发明金刚石复合耐磨涂料的积极效果是：

(1)本发明金刚石复合耐磨涂料为过流设备的防磨耐磨层，在设备的防磨和设备的维修方面取得了长足进展。

(2)制备的金刚石复合耐磨涂料固化后硬度(肖氏硬度D)为88以上。

(3)本发明的金刚石复合耐磨涂料固化后的剪切强度、拉伸强度分别为14.1MPa和25.0MPa。

(4)制备的金刚石复合耐磨采用了两组份混合固化方式，完全固化时间为12h以上。操作时间为30min

(25℃下)。

(5)制备的金刚石复合耐磨涂料在设备是应用时涂抹方便，用普通水泥抹刀操作即可。

(6)制备的金刚石复合耐磨涂料在设备表面的涂抹厚度为0.5-2mm。

(7)本发明中，采用不同分子量的新型环氧树脂混合，固化后的基体的浸润性良好，涂料结合密度和附着力高。

(8)本发明采用金刚石粉体作为基础骨料，具有良好的耐磨性能，用在设备表面可以使设备的使用寿命提高2～5倍以上，并且在设备本体不出现严重磨损的情况下，可以选择金刚石复合耐磨涂料反复维修使用。

具体实施方式

现结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

(一)原料配比(所有原料配比按质量百分比)：

A组份：

基体树脂为51.0％；

金刚石粉体为31.0％；

陶瓷粉为8.0％；

氧化钛粉体为2.3％

环保型混合溶剂为6.0％；

其他助剂为1.7％；

B组份：

固化剂为52.8％；

其它助剂为6.2％；

增稠剂为3.6％；

环保型混合溶剂为37.4％

金刚石复合耐磨涂料A组份与B组份按质量比A∶B＝5∶1。

制备方法：

(一)A组份制备：

1、将3.1kg金刚石放入球磨机中研磨，球磨机转速1140r/min，球磨30min，取出金刚石，进行过筛，粒径分布在10～300μm。以备用。

2、将5.1kg环氧树脂放到分散机中搅拌，低速搅拌，转速为100r/min，依次加入氧化钛粉0.23kg，环保型混合溶剂0.6kg，调高分散剂转速为1000r/min。搅拌10min。

3、将0.8kg陶瓷粉(粒径20μm)放入分散机中，转速1000r/min，搅拌10min。

4、将研磨后的金刚石粉体和其他助剂0.17kg依次加入到分散机中，充分搅拌，搅拌1000r/min，搅拌45min。

5、将制备好的A组份进行桶式包装。包装规格为1kg/桶。

(二)B组份的制备：

1、将1.056kg酚醛胺类固化剂放入到另一台分散机中，搅拌，搅拌过程中依次加入0.072kg增塑剂，0.748kg环保型混合溶剂、0.124kg其他助剂。

2、浆制备好的B组份进行桶式包装，包装规格为0.2kg/桶。

实施例2

(一)原料配比(所有原料配比按质量百分比)：

A组份：

基体树脂为53.0％；

金刚石粉体为26.0％；

陶瓷粉为10.0％；

氧化钛粉体为3.3％；

环保型混合溶剂为5.5％；

其他助剂为2.2％；

B组份：

固化剂为56.0％；

其它助剂为4.7％；

增稠剂为5.6％；

环保型混合溶剂为33.7％

金刚石复合耐磨涂料A组份与B组份按质量比A∶B＝5∶1。

制备方法：

(一)A组份制备：

1、将2.6kg金刚石放入球磨机中研磨，球磨机转速1140r/min，球磨30min，取出金刚石，进行过筛，粒径分布在10～300μm。以备用。

2、将5.3kg环氧树脂放到分散机中搅拌，低速搅拌，转速为100r/min，依次加入氧化钛粉0.33kg，环保型混合溶剂0.55kg，调高分散剂转速为1000r/min。搅拌10min。

3、将1.0kg陶瓷粉(粒径20μm)放入分散机中，转速1000r/min，搅拌10min。

4、将研磨后的金刚石粉体和其他助剂0.22kg依次加入到分散机中，充分搅拌，搅拌1000r/min，搅拌45min。

5、将制备好的A组份进行桶式包装。包装规格为1kg/桶。

(二)B组份的制备：

1、将1.12kg酚醛胺类固化剂放入到另一台分散机中，搅拌，搅拌过程中依次加入0.112kg增塑剂，0.674kg环保型混合溶剂、0.094kg其他助剂。

2、浆制备好的B组份进行桶式包装，包装规格为0.2kg/桶。

本发明金刚石复合耐磨涂料的特点是：

(1)本发明是一种适用于易磨损的过流设备的表面防磨、维修耐磨涂料。

(2)具有优异的附着力、表面硬度、耐磨性、物化稳定性。

(3)该涂料固化后表面光洁，平整。具有一定减阻效果。

(4)该涂料施工方便，可以在线维修使用。

(5)该涂料应用在易磨损的过流设备表面，使用寿命提高2～5倍以上。设备表面涂料出现磨损后，可以反复维修，保证设备本体的更换频率。大大降低使用单位的设备购买、维修费用。

Claims (4)

1.一种金刚石复合高耐磨涂料，其特征在于，涂料包括A、B两种组份，涂料的组成部分A组份按质量百分比为，基体树脂的改性环氧树脂50.0～80.0％，金刚石粉体为18.0～50.0％，陶瓷粉为4.0～20.0％，氧化钛粉体为1.0～5.0％，环保型混合溶剂为1.0～20.0％，其他助剂为0.5～4.0％，涂料的B组份的固化剂为25～55％，其它助剂为0.8～8.0％，增塑剂为2.5～5.0％，环保型混合溶剂为20～50％，涂料使用时A组份与B组份按质量比A∶B＝7∶1～4∶1；

所述的基体树脂为环氧树脂，金刚石粉体为河南产人造金刚石，不同粒径的粉体颗粒按一定比例混合，所述氧化钛为纳米级粉体，所述陶瓷粉为氧化铝陶瓷，所述环保型混合溶剂为丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的混合溶剂，其中两者的质量比为3∶1～1∶1，所述固化剂为酚醛胺类固化剂，所述其他助剂为分散剂、增塑剂、加工助剂、抗氧剂中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述一种金刚石复合高耐磨涂料，其特征在于，所述A组份中的基体树脂为52.0～75.0％；金刚石粉体为20.0～45.0％；陶瓷粉为5.0～12.0％；氧化钛粉体为2.0～3.9％，环保型混合溶剂为1.0～18.0％；其他助剂为1.0～2.2％；B组份的固化剂为30～53％；其它助剂为1.5～6.5％；增塑剂为3.5～4.0％；环保型混合溶剂为28～39％。

3.根据权利要求1所述一种金刚石复合高耐磨涂料，其特征在于，所述金刚石复合高耐磨涂料使用时A组份与B组份按质量比A∶B＝7∶1～5∶1。

4.一种金刚石复合高耐磨涂料的制备方法，具体步骤为：

(1)研磨、筛选

将金刚石颗粒放入球磨机中研磨，球磨机的转速为1140r/min，球磨30min后，经过滤筛将不同粒径的金刚石粉体分别包装好，粒径为10～300μm；

(2)分散

将A、B两种组份的原料(陶瓷粉、金刚石粉除外)分别依次按配比加入到分散机中，低速搅拌，搅拌过程中，依次加入所需原料。原料加入完毕后，进行高速搅拌分散，转速在1000r/min以上。搅拌时间为10min；

(3)加入填料

将陶瓷粉、金刚石粉体依次加入到分散好的A组份中，加入过程中要不断搅拌分散，加料过程要低速搅拌；加入完成后高速搅拌，转速在1000r/min以上。搅拌时间为45min；

(4)产品检验

将制备完的A、B两种组份分别取样，进行涂料检验，检验其各项性能指标均符合设计要求后，才可判定此涂料为合格；

(5)包装

将加工完的产品分别放入不同成品釜中，开启搅拌按钮，在出口处按配比完成A、B组分包装。