CN114672241B - 一种用于磁选机磁辊表面的涂层 - Google Patents

一种用于磁选机磁辊表面的涂层 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于磁选机磁辊表面的涂层，包括如下按重量份计的各原料制成：端甲基丙烯酸酯基超支化聚硫氨酯30‑40份、苯氧乙酸烯丙酯2‑4份、N‑(4‑氰基‑3‑三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺3‑6份、2,4,6‑三乙烯基环硼氧烷1‑2份、端乙烯基氟硅油5‑8份、石墨烯包覆纳米铝粉5‑10份、偶联剂2‑4份、消泡剂0.5‑0.8份、流平剂0.3‑0.5份、光引发剂1‑2份、填料15‑20份、溶剂20‑30份。本发明还公开了所述用于磁选机磁辊表面的涂层的制备方法。本发明公开的用于磁选机磁辊表面的涂层附着性能足、耐老化性能、耐磨性能佳，对磁选机磁辊保护作用显著，使用寿命长。

Description

一种用于磁选机磁辊表面的涂层
技术领域
本发明涉及磁选机设备技术领域，尤其涉及一种用于磁选机磁辊表面的涂层。
背景技术
近年来，随着磁选行业的高速发展，磁选机引起了人们的高度重视，其已经广泛用于资源回收，木材业、矿业、窑业、化学、食品等其他工场，适用于粒度3mm以下的磁铁矿、磁黄铁矿、焙烧矿、钛铁矿等物料的湿式磁选，也用于煤、非金属矿、建材等物料的除铁作业，是产业界使用最广泛的、通用性高的机种之一。
磁辊是磁选机的重要部件之一，它不仅影响着磁选机的工作效率，还决定着矿物的分选指标。然而，现有的磁选机磁辊磨损腐蚀严重，使得磁选机使用寿命大幅度下降，运行效率降低，经常出现非正常停机、严重者直接损坏磁选机等导致生产成本大幅上升，而废旧设备及备件的产生也导致资源的浪费。为了解决上述问题，通常的做法是在磁辊表面设置涂层，涂层的使用是对磁选机磁辊最为直接的保护方式。然而，现有的用于磁选机磁辊表面的涂层普遍存在耐磨性差、易刻划，严重影响磁选机的磁性筛选；市面上的用于磁选机磁辊表面的涂层也还或多或少存在附着性能不足、耐老化性能不佳，在使用过程中易出现鼓包、磨穿现象，使用寿命短的缺陷。
为了解决上述问题，中国发明专利CN106810963B公开了一种用于磁选机磁辊表面的涂层，该涂层按照重量百分比计由以下成分组成：氧化石墨烯13-16份、锌粉25-27份、铬粉14-16份、铝粉10-12份、锡粉6-8份、PTFE树脂30-35份、有机硅树脂10-15份、固化剂1.0-1.5份、抗氧化剂0.8-1.0份、消泡剂0.5-0.8份、流平剂0.4-0.7份、催干剂0.01-0.03份、余量为溶剂，磁辊作为磁选机的关键部件，其性能以及使用寿命直接影响磁选机的工作效率以及使用成本，该发明利用氧化石墨烯很高的电子与空穴载流子迁移率以及超强的硬度，减少磁辊在磁场中旋转而产生的涡流，以降低磁辊的驱动功率及发热程度，减少能耗，同时防止矿粒的冲刷对磁辊产生巨大磨损，降低使用寿命，并避免磁场梯度急骤下降，影响矿物的分选指标。然而，其仍然存在附着性能不足、性能稳定性不佳的技术问题。
可见，本领域仍然需要一种附着性能足、耐老化性能、耐磨性能佳，对磁选机磁辊保护作用显著，使用寿命长的用于磁选机磁辊表面的涂层。
发明内容
本发明的主要目的在于解决市面上的用于磁选机磁辊表面的涂层或多或少存在附着性能不足、耐老化性能不佳，在使用过程中易出现鼓包、磨穿现象，使用寿命短的技术问题。
为达到以上目的，本发明提供一种用于磁选机磁辊表面的涂层，其特征在于，包括如下按重量份计的各原料制成：端甲基丙烯酸酯基超支化聚硫氨酯30-40份、苯氧乙酸烯丙酯2-4份、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺3-6份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷1-2份、端乙烯基氟硅油5-8份、石墨烯包覆纳米铝粉5-10份、偶联剂2-4份、消泡剂0.5-0.8份、流平剂0.3-0.5份、光引发剂1-2份、填料15-20份、溶剂20-30份。
优选的，所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、异丙醇按质量比(1-3):2:(0.8-1.2)混合形成的混合液。
优选的，所述填料为氮化硼、纳米硼纤维、四氧化三铁、玻璃粉按质量比1:(0.8-1.2):(2-3):(1-3)混合形成的混合物；所述纳米硼纤维的平均直径为300-500nm，长径比为(12-20):1；所述填料的粒径为1100-1500目。
优选的，所述光引发剂为安息香乙醚、安息香异丙醚、2,4-二羟基二苯甲酮中的至少一种。
优选的，所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的至少一种；所述流平剂为聚丙烯酸酯流平剂、醋丁纤维素流平剂、聚乙烯醇缩丁醛流平剂中的一种或几种；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
优选的，所述石墨烯包覆纳米铝粉为按中国发明专利CN104923796B中实施例1的方法制成。
优选的，所述端乙烯基氟硅油为端乙烯基氟硅油K-300、端乙烯基氟硅油K-500、端乙烯基氟硅油K-1000中的至少一种。
优选的，所述端甲基丙烯酸酯基超支化聚硫氨酯为按中国发明专利申请CN113896855A中实施例3的方法制成。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述用于磁选机磁辊表面的涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按重量份将各原料混合均匀，接着通过研磨机研磨至细度为5-25μm，后熟化1-2天，取样检验，合格后包装，制得用于磁选机磁辊表面的涂层。
由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明公开的用于磁选机磁辊表面的涂层的制备方法，只需将各原料混合均匀后即可，无需复杂的工艺流程和专用设备，耗能低，资金投入少，制备效率和成品合格率高，适合大规模工业化生产。
（2）本发明公开的用于磁选机磁辊表面的涂层，通过原料及其含量配比的合理选取，它们之间相互配合共同作用，使得制成的涂层附着性能足，耐老化性能和耐磨性能佳，对磁选机磁辊保护作用显著，使用寿命长。
（3）本发明公开的用于磁选机磁辊表面的涂层，端甲基丙烯酸酯基超支化聚硫氨酯、苯氧乙酸烯丙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷、端乙烯基氟硅油这些含有不饱和烯键的原料在固化过程中能够发生相互作用形成互穿网络结构，且在涂层分子链上同时引入硫氨酯、苯醚、氟硅氧烷、环硼氧烷、酰胺、氰基、三氟苯基结构，这些结构在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，使得制成的涂层产品耐老化性和耐磨性佳，粘附性能足，抗腐蚀性能足，使用寿命长。
（4）本发明公开的用于磁选机磁辊表面的涂层，添加石墨烯包覆纳米铝粉，能有效改善涂层耐磨性、硬度，降低磁辊的驱动功率及发热程度，减少能耗；所述填料为氮化硼、纳米硼纤维、四氧化三铁、玻璃粉按质量比1:(0.8-1.2):(2-3):(1-3)混合形成的混合物；与其它组分相互配合共同作用，使得制成的涂层耐磨性能佳，机械性能好，对磁选机磁辊保护作用显著。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
本发明各实施例所述石墨烯包覆纳米铝粉为按中国发明专利CN104923796B中实施例1的方法制成；所述端甲基丙烯酸酯基超支化聚硫氨酯为按中国发明专利申请CN113896855A中实施例3的方法制成。
实施例1
一种用于磁选机磁辊表面的涂层，包括如下按重量份计的各原料制成：端甲基丙烯酸酯基超支化聚硫氨酯30份、苯氧乙酸烯丙酯2份、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺3份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷1份、端乙烯基氟硅油5份、石墨烯包覆纳米铝粉5份、偶联剂2份、消泡剂0.5份、流平剂0.3份、光引发剂1份、填料15份、溶剂20份。
所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、异丙醇按质量比1:2:0.8混合形成的混合液；所述填料为氮化硼、纳米硼纤维、四氧化三铁、玻璃粉按质量比1:0.8:2:1混合形成的混合物；所述纳米硼纤维的平均直径为300nm，长径比为12:1；所述填料的粒径为1100目；所述光引发剂为安息香乙醚。
所述消泡剂为磷酸三丁酯；所述流平剂为聚丙烯酸酯流平剂；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550；所述端乙烯基氟硅油为端乙烯基氟硅油K-300。
一种所述用于磁选机磁辊表面的涂层的制备方法，包括如下步骤：按重量份将各原料混合均匀，接着通过研磨机研磨至细度为5μm，后熟化1天，取样检验，合格后包装，制得用于磁选机磁辊表面的涂层。
实施例2
一种用于磁选机磁辊表面的涂层，包括如下按重量份计的各原料制成：端甲基丙烯酸酯基超支化聚硫氨酯32份、苯氧乙酸烯丙酯2.5份、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺4份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷1.2份、端乙烯基氟硅油6份、石墨烯包覆纳米铝粉6.5份、偶联剂2.5份、消泡剂0.6份、流平剂0.35份、光引发剂1.2份、填料16份、溶剂22份。
所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、异丙醇按质量比1.5:2:0.9混合形成的混合液；所述填料为氮化硼、纳米硼纤维、四氧化三铁、玻璃粉按质量比1:0.9:2.2:1.5混合形成的混合物；所述纳米硼纤维的平均直径为350nm，长径比为14:1；所述填料的粒径为1200目。
所述光引发剂为安息香异丙醚；所述消泡剂为消泡剂德谦3100；所述流平剂为醋丁纤维素流平剂；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560；所述端乙烯基氟硅油为端乙烯基氟硅油K-500。
一种所述用于磁选机磁辊表面的涂层的制备方法，包括如下步骤：按重量份将各原料混合均匀，接着通过研磨机研磨至细度为12μm，后熟化1.2天，取样检验，合格后包装，制得用于磁选机磁辊表面的涂层。
实施例3
一种用于磁选机磁辊表面的涂层，包括如下按重量份计的各原料制成：端甲基丙烯酸酯基超支化聚硫氨酯35份、苯氧乙酸烯丙酯3份、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺4.5份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷1.5份、端乙烯基氟硅油6.5份、石墨烯包覆纳米铝粉7.5份、偶联剂3份、消泡剂0.65份、流平剂0.4份、光引发剂1.5份、填料17份、溶剂25份。
所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、异丙醇按质量比2:2:1混合形成的混合液；所述填料为氮化硼、纳米硼纤维、四氧化三铁、玻璃粉按质量比1:1:2.5:2混合形成的混合物；所述纳米硼纤维的平均直径为400nm，长径比为16:1；所述填料的粒径为1300目。
所述光引发剂为2,4-二羟基二苯甲酮；所述消泡剂为消泡剂BYK088；所述流平剂为聚乙烯醇缩丁醛流平剂；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570；所述端乙烯基氟硅油为端乙烯基氟硅油K-1000。
一种所述用于磁选机磁辊表面的涂层的制备方法，包括如下步骤：按重量份将各原料混合均匀，接着通过研磨机研磨至细度为15μm，后熟化1.5天，取样检验，合格后包装，制得用于磁选机磁辊表面的涂层。
实施例4
一种用于磁选机磁辊表面的涂层，包括如下按重量份计的各原料制成：端甲基丙烯酸酯基超支化聚硫氨酯38份、苯氧乙酸烯丙酯3.5份、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺5.5份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷1.8份、端乙烯基氟硅油7.5份、石墨烯包覆纳米铝粉9份、偶联剂3.5份、消泡剂0.75份、流平剂0.45份、光引发剂1.8份、填料19份、溶剂28份。
所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、异丙醇按质量比2.5:2:1.1混合形成的混合液；所述填料为氮化硼、纳米硼纤维、四氧化三铁、玻璃粉按质量比1:1.1:2.8:2.5混合形成的混合物；所述纳米硼纤维的平均直径为450nm，长径比为18:1；所述填料的粒径为1400目。
所述光引发剂为安息香乙醚、安息香异丙醚、2,4-二羟基二苯甲酮按质量比1:2:3混合形成的混合物；所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088按质量比2:1:1混合形成的混合物；所述流平剂为聚丙烯酸酯流平剂、醋丁纤维素流平剂、聚乙烯醇缩丁醛流平剂按质量比1:3:5混合形成的混合物；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570按质量比2:3:3混合形成的混合物；所述端乙烯基氟硅油为端乙烯基氟硅油K-300、端乙烯基氟硅油K-500、端乙烯基氟硅油K-1000按质量比1:1:3混合形成的混合物。
一种所述用于磁选机磁辊表面的涂层的制备方法，包括如下步骤：按重量份将各原料混合均匀，接着通过研磨机研磨至细度为20μm，后熟化1.8天，取样检验，合格后包装，制得用于磁选机磁辊表面的涂层。
实施例5
一种用于磁选机磁辊表面的涂层，包括如下按重量份计的各原料制成：端甲基丙烯酸酯基超支化聚硫氨酯40份、苯氧乙酸烯丙酯4份、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺6份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷2份、端乙烯基氟硅油8份、石墨烯包覆纳米铝粉10份、偶联剂4份、消泡剂0.8份、流平剂0.5份、光引发剂2份、填料20份、溶剂30份。
所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、异丙醇按质量比3:2:1.2混合形成的混合液；所述填料为氮化硼、纳米硼纤维、四氧化三铁、玻璃粉按质量比1:1.2:3:3混合形成的混合物；所述纳米硼纤维的平均直径为500nm，长径比为20:1；所述填料的粒径为1500目。
所述光引发剂为安息香乙醚；所述消泡剂为消泡剂德谦3100；所述流平剂为醋丁纤维素流平剂；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570；所述端乙烯基氟硅油为端乙烯基氟硅油K-500。
一种所述用于磁选机磁辊表面的涂层的制备方法，包括如下步骤：按重量份将各原料混合均匀，接着通过研磨机研磨至细度为25μm，后熟化2天，取样检验，合格后包装，制得用于磁选机磁辊表面的涂层。
对比例1
一种用于磁选机磁辊表面的涂层，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加2,4,6-三乙烯基环硼氧烷和苯氧乙酸烯丙酯。
对比例2
一种用于磁选机磁辊表面的涂层，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是用氧化石墨烯、铝粉按质量比1:1的混合物代替石墨烯包覆纳米铝粉；且没有添加N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺。
将各例制成的用于磁选机磁辊表面的涂层涂抹于磁选机磁辊表面，涂抹厚度为3mm，接着在波长为250nm的紫外光下照射35min，再在80℃下保持1小时，接着按照我国现行国标或常规方法对制成的涂层进行相关性能测试，测试结果见表1。其中使用年限延长是相对中国发明专利CN 106810963 B中实施例1的涂层而言的使用年限延长。所述耐磨性按ASTMD4060所示的方法进行测试，磨轮CS-17，负荷1000g，800r。
表1 各实施例和对比例用于磁选机磁辊表面的涂层检测结果
项目 耐磨性(重量损失) 养护频率 使用年限延长
单位 mg 次/年 年
实施例1 14 2 3
实施例2 12 1 3
实施例3 10 1 3
实施例4 9 1 4
实施例5 7 1 4
对比例1 32 5 1
对比例2 20 3 0.5
从表1可以看出，本申请实施例涉及到的用于磁选机磁辊表面的涂层耐磨性好，使用寿命长，养护次数少；2,4,6-三乙烯基环硼氧烷、苯氧乙酸烯丙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、石墨烯包覆纳米铝粉的加入对改善上述性能均有益。通过附着力测试，本申请各例产品附着力等级均能达到0级，具有较好的粘结强度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种用于磁选机磁辊表面的涂层，其特征在于，包括如下按重量份计的各原料制成：端甲基丙烯酸酯基超支化聚硫氨酯30-40份、苯氧乙酸烯丙酯2-4份、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺3-6份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷1-2份、端乙烯基氟硅油5-8份、石墨烯包覆纳米铝粉5-10份、偶联剂2-4份、消泡剂0.5-0.8份、流平剂0.3-0.5份、光引发剂1-2份、填料15-20份、溶剂20-30份。
2.根据权利要求1所述用于磁选机磁辊表面的涂层，其特征在于，所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、异丙醇按质量比(1-3):2:(0.8-1.2)混合形成的混合液。
3.根据权利要求1所述用于磁选机磁辊表面的涂层，其特征在于，所述填料为氮化硼、纳米硼纤维、四氧化三铁、玻璃粉按质量比1:(0.8-1.2):(2-3):(1-3)混合形成的混合物；所述纳米硼纤维的平均直径为300-500nm，长径比为(12-20):1；所述填料的粒径为1100-1500目。
4.根据权利要求1所述用于磁选机磁辊表面的涂层，其特征在于，所述光引发剂为安息香乙醚、安息香异丙醚、2,4-二羟基二苯甲酮中的至少一种。
5.根据权利要求1所述用于磁选机磁辊表面的涂层，其特征在于，所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的至少一种；所述流平剂为聚丙烯酸酯流平剂、醋丁纤维素流平剂、聚乙烯醇缩丁醛流平剂中的一种或几种；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
6.根据权利要求1所述用于磁选机磁辊表面的涂层，其特征在于，所述端乙烯基氟硅油为端乙烯基氟硅油K-300、端乙烯基氟硅油K-500、端乙烯基氟硅油K-1000中的至少一种。
7.根据权利要求1所述用于磁选机磁辊表面的涂层，其特征在于，所述端甲基丙烯酸酯基超支化聚硫氨酯为按中国发明专利申请CN113896855A中实施例3的方法制成。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述用于磁选机磁辊表面的涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按重量份将各原料混合均匀，接着通过研磨机研磨至细度为5-25μm，后熟化1-2天，取样检验，合格后包装，制得用于磁选机磁辊表面的涂层。
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