CN1339546A - 耐磨蚀胶泥及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种应用于水力机械和工农业机械设备中防磨损防气蚀的涂层材料,属无溶剂、双组份化学反应型耐磨蚀胶泥。它以特种改性剂改性了的环氧树脂为胶料,添加经严格处理和精制的非金属弹性材料、偶联剂、活化剂等多种助剂材料研制而成。其突出特点是材料选择及其配方设计新颖、独特,粘接强度高,施工简单操作方便,可常温涂抹于垂直、倾斜或倒置的各种复杂形状工件表面上,不流淌,无污染。
Description
本耐磨蚀胶泥是以改性剂改性了的环氧树脂为胶料，添加经严格处理和精制的非金属弹性材料、固化剂、偶联剂等多种助剂材料研制而成。属无溶剂、双组份化学反应型涂层材料。
随着粘接技术的发展，粘接材料用于金属的代用品和保护材料，直接构成机械设备的特殊功能部件，特别是用耐磨蚀护面材料替代过流部件表面，是表面工程的一个创举。多年来，胶粘剂作为耐磨蚀涂层材料，国内已有不少应用实例，许多研制单位积极开发这类材料。尤其是在水力机械抗泥沙磨损和抗气蚀方面，不少科研协作单位作了很多试验研究工作，并取得了突破性的成果。但这些研制和成果还有待于在大中型水轮机的工业调试和应用中进行改善和提高。环氧金刚砂涂层和中温复合尼龙涂层由于韧性差，所以抗磨蚀性能又不尽人意，而聚氨酯弹性保护层则与基体金属粘接性差，耐水性能不好待进一步提高。而一次浇注成型聚氨酯弹性体，施工麻烦、成本高。因此在水力机械抗磨蚀涂层材料的研究和应用，应有个更新的突破。
本发明的目的在于提供一种性能优异的非金属抗磨蚀涂层材料，其优点是成本低廉，施工简单，抗磨蚀性能良好，粘接强度高，较其它表面防护材料有明显的优势，既可以延长水机过流件的使用寿命，又可随时重涂反复使用，应普遍受到用户关注。
本发明的涂层材料是由改性剂改性了的环氧树脂，非金属弹性材料、固化剂、偶联剂和填料等组成。
以上各组份的重量份数是：环氧树脂80-120 改性剂0-30 弹性材料50-200 固化剂8-60偶联剂0-5 活化剂0-10 填料0-30
本发明所用的环氧树脂是双酚A型E-44、改性剂可以用丁睛橡胶-40，也可以用液体聚硫橡胶JLY-124(M＝1000)，或用其它硫醇化合物，如M(2-巯基苯并噻唑)，是橡胶促进剂，又是化学增塑剂。它们都可以与环氧树脂发生成键反应，起到良好的改性作用，形成内增韧的高分子量改性环氧树脂。ZL-92105417.3专利中称，用M材料改性后的环氧树脂，不但使韧性增大，粘接强度也可提高25-30％，而且又加速固化作用，同时又可使胶液粘稠度变大不易流淌。本发明所用的非金属弹性材料，可以是聚氨酯予聚体，也可以是硫化橡胶材料。一般从气蚀机械性质和磨损来看，凡是能大量吸收能量的材料，即富有弹性的材料，都具有高抗气蚀抗磨损的作用。据有关资料报道，硫化橡胶、复合尼龙，聚氨酯等非金属材料涂层，抗气蚀与抗磨损能力都能与金属相比媲美。所用的偶联剂，是有机硅烷类的，且品种很多，效果也很显著的表面化学处理剂，结构通式为：RnSi4-n，式中R是能与胶粘剂起作用的有机基团。当R是氨基时，是属于催化型的，可以作为环氧、聚氨酯的固化剂，并参与化学反应形成新键。所用的活性剂是金属氧化物，如ZnO、MgO。所用的填料是辉录岩铸石粉，也以是三氧化二铝。固化剂可以是聚酰胺树脂，也可以是二乙稀三胺或混合胺类。
本发明的耐磨蚀胶泥是按以下方法制造的：
1、将环氧树脂和改性剂，按配比称料并加入反应器中，在搅拌下加热至100—150℃，使其进行成键反应，并保温20—40min。然后转入另一容器中。
2、在上述反应液中，乘其余热加入一定量的非金属弹性材料、活化剂和填料，并搅拌至呈均匀黑色膏状物。
3、在使用前，继续加入一定量的固化剂和偶联剂，并搅拌至呈均匀的黑色膏状物。
4、拌合均匀的膏状物，在30-40min时间内使用完毕。
下面是通过实施例说明本发明的特点：
原材料 重量份
环氧树脂 90—110
改性剂 0—15
非金属弹性材料 50—150
固化剂 0—50
活化剂 0—7
偶联剂 0—3
填料 0—15通过实施例所制备的耐磨蚀胶泥，粘接强度高，耐磨蚀性能好，较环氧金钢砂型涂层材料耐磨蚀性能提高十倍，其主要理化指标如下：
1、外观：固化前黑色膏状物，固化后呈黑色有一定韧性的固体物。
2、固化工艺：室温下24h
3、耐温性：80℃以下可以长期使用。
4、耐介质性能：试样在50％的H2SO4、HCL、H3PO4和30％的NaOH溶液中浸泡30天，外观无变化，重量无增减。水中三个月无变化。
5、粘接强度(Mpa室温钢一钢相粘)
胶液 抗剪切度强度 大于或等于20 拉伸强度 大于或等于35
涂层液(*) 大于或等于6 大于或等于6
*试样均为胶层内聚破坏，其强度与涂层材料拉伸强度接近。
6、抗拉伸强度(亚铃形试件，工作部位10×15mm，室温Mpa)
大于 6
7、固化后密度(g/cm3) 1.11
8、抗冲砂试验：(4.4Mpa压力，40—70目石英砂，T—60＂S＝150mm)
钢铁试件 磨损重量 1.1588g 磨损量0.15cm3
环氧金钢砂涂层 磨损重量 18.3864g 磨损量8.55cm3
耐磨蚀胶液涂层 磨损重量 0.8875g 磨损量0.85Ccm3
Claims (5)
1、一种广泛用于水力机械和各行业机械设备防磨损防气蚀的耐磨蚀胶泥，其特征在于它是由特种改性剂改性了的环氧树脂、非金属弹性材料、固化剂、活化剂、偶联剂和填料等材料组成。以上各组分的重量份数为：环氧树脂80-120 改性剂0-30 非金属弹性材料50-200 固化剂8-60活化剂0-10 偶联剂0-5 填料0-30。
2、根据权利要求1所述的耐磨蚀胶泥，其特征在于各组分的重量份数为：环氧树脂90-110 改性剂0-15 非金属弹性材料50-150 固化剂10-50活化剂0-7 偶联剂0-3 填料0-15。
3、根据权利要求1和2所述的耐磨蚀胶泥，其特征在于改性剂是丁睛橡胶-40、或聚硫橡胶JLY-124、或橡胶促进剂M(2-巯基苯并噻唑)。
4、根据权利要求1、2、3所述的耐磨蚀胶泥，其特征在于：非金属弹性材料是聚氨酯予聚体或硫化橡胶材料。
5、根据权利要求1、2、3、4所述的耐磨蚀胶泥的制造方法包括以下步聚：
(1)、将环氧树脂和改性剂，按配比称取并加入到反应器中，在搅拌下加热至100-150℃，使其进行加成反应，并保温20-40min，然后转入另一容器中。
(2)、在上述反应液中，乘其余热加入一定量的非金属弹性材料，活化剂和填料，并搅拌至呈均匀黑色膏状物。
(3)、在使用前，继续加入一定量的固化剂和偶联剂，并搅拌至呈均匀的黑色膏状物。
(4)、拌合均匀的膏状物，在30-40分钟内使用完毕。
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