耐磨涂层材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种耐磨涂层材料。
【背景技术】
[0002]在颗粒或浆料的输送、加工和处理的机器设备中，金属部件在使用一段时间后就会产生磨损从而报废。如果采用耐磨涂层对新金属部件进行表面处理或对磨损报废后的金属部件进行修复，从而能够延长金属部件的使用寿命，降低生产成本。
[0003]当前一些厂家也尝试采用环氧树脂加磨料(金刚砂、碳化硅、高铝陶瓷)的方法进行修复，效果一般，很难达到新工件的使用寿命，即使用进口耐磨防护剂修复往往也达不到新工件一半的寿命，频繁的拆装不仅增大了维修工人的工作强度也影响了正常的生产运行。发明人依靠十数年耐磨涂层研发生产的基础，也尝试用环氧料和耐磨聚氨酯料进行了大量机械设备的修复实验工作，发现单纯的环氧料和聚氨酯料对延长设备的使用寿命依然有限。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种耐磨涂层材料，用来提高机器设备的使用寿命。
[0005]发明人在多年的实践经验基础上得出，耐磨涂层材料必需满足以下条件:
[0006]1.具有优异的粘接力，不但要对基材金属基体形成强力的粘合，还要求对材料内的磨料颗粒形成强力粘合。
[0007]2.材料的内聚强度要高，模量要大，一旦有损伤部位出现，不会在颗粒的冲刷下快速扩展而造成耐磨涂层整体失效。
[0008]3.材料要具有足够的韧性和抗疲劳能力，能够抵抗物料中较大颗粒的不断冲击而不损伤。
[0009]因此，本发明提出一种新型耐磨涂层材料，该材料包括:
[0010]主剂，包含环氧树脂10-60份；
[0011]固化剂，包含有机胺类物质5-50份和促进剂0.5-18份；
[0012]包含在主剂和/或固化剂中的偶联剂0.5-20份、增韧剂5-20份、磨料100-600份、纤维10-60份以及触变剂5-20份。
[0013]其中，偶联剂可以选用KH550、KH560或其它偶联剂；促进剂可以选用DMP-30或其它促进剂；触变剂可以选用气相或沉淀二氧化硅。
[0014]本发明中的主剂和固化剂在制备过程中单独进行配置，各种组分经均匀混合而成。现场使用时，再将主剂与固化剂进行混合使用。
[0015]优选情况下，使用时主剂与固化剂的配比为3: 1?4: 1。
[0016]优选情况下，其中有机胺类物质选自酚醛胺、缩胺、芳香胺、脂肪胺、脂环胺、聚酰胺中的一种或几种组合。
[0017]优选情况下，其中增韧剂选自奇士增韧剂、丁腈橡胶、聚硫橡胶中的一种或几种组合。当选用奇士增韧剂时，添加在主剂中进行配料。
[0018]优选情况下，其中磨料选自刚玉颗粒、碳化硅颗粒、高铝陶瓷颗粒中的一种或几种组合。其中磨料粒度范围为20 μηι-5_，遵循粒度级配原则，以不少于2种粒度的磨料进行级配。
[0019]在本发明的耐磨涂层材料中，添加适量的纤维能够显著增强涂层的整体强度和韧性。纤维优选自芳纶纤维、碳纤维和玻璃纤维中。当所添加的纤维单丝直径50 μm以下，长度在0.5-2mm时，涂层在耐大颗粒冲击的工况下，其作用尤为显著。
[0020]树脂合金聚苯醚无毒、透明、相对密度小，具有优良的机械强度、耐应力松弛、抗蠕变性、耐热性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸稳定性。在本发明的耐磨涂层材料中，添加超细(粒径在20μπι以下)的聚苯醚微粉，能够显著降低涂层中的孔隙率，提高涂层的密实度，从而使涂层的抗冲击和抗剥落能力显著提高。
[0021]为了减小涂层在使用过程中与颗粒或浆液的摩擦阻力需降低涂层的摩擦系数，在本发明的耐磨涂层材料中还添加有适量的减摩材料，其中减摩材料优选自润滑性能优异的片状石墨、二硫化钼和氮化硼。
[0022]为了进一步提高涂层的使用寿命，在本发明的主剂中还添加有适量的ND1-PTMG改性环氧树脂。发明人选取用1，5-萘二异氰酸酯(NDI)和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)聚氨酯预聚体来改性环氧树脂。ND1-PTMG体系聚氨酯弹性体中NDI分子的刚性、规整性、对称性高，PTMG强度、耐磨性好，使得ND1-PTMG体系可以从根本上提高聚氨酯体系的相分离程度，获取更为优异的机械性能和物理性能，制品具有尚耐磨、尚耐热、尚强度、尚回弹、内生热小、动态性能优异、耐油、耐腐蚀、耐辐射、寿命长等特性，可以说是聚氨酯中性能最优异的材料。但由于NDI体系的预聚体稳定性差而影响此类聚氨酯的应用。把ND1-PTMG体系的优异性能引入到环氧体系并利用环氧体系强度高、模量大的特点可以获取一种综合性能优异的耐磨涂层的基础料，同时又解决了 NDI体系不能贮存的缺点。
[0023]ND1-PTMG改性环氧的基本流程如下:将PTMG投料入反应釜加热抽真空，然后投入熔融的NDI，在适当的温度下(例如80?110°C )充分反应，再投入计量好的环氧树脂，使NC0基团与环氧树脂分子链上的部分羟基反应交联，从而得到环氧值为0.2左右的ND1-PTMG改性的环氧树脂。其中ND1、PTMG与环氧树脂的配料比优选为摩尔比1.3-3.1:1: 2-4。
[0024]实践证明，添加ND1-PTMG改性环氧的耐磨涂层耐磨性能是高铬合金的1.5倍以上；同时抗冲击性能也比单纯的环氧树脂耐磨涂层提高数倍。
[0025]本发明的耐磨涂层材料可以应用在渣浆栗、离心机、磁选机、浮选槽、旋流器(含重介旋流器)、管道、弯头、溜槽、风机壳体、粗细粉分离器、除尘器、旋风筒、选粉机、脱硫吸收塔等修复和预防护上。
[0026]采用本发明的耐磨涂层材料在实际使用过程中，可延长新工件寿命的1.5?2倍，对于物料颗粒较大的工况有时甚至能达到4倍的寿命，并且可以多次反复修复。
【具体实施方式】
[0027]利用本发明的耐磨涂层材料对襄阳龙莽磷制品有限公司的尾矿栗进行了多年的实践修复工作。新的高铬铸铁尾矿栗的使用寿命一般为30-90天，以磨损报废后的高铬铸铁尾矿栗为修复对象，采用本发明的耐磨涂层材料对其进行修复。具体施工工艺如下:
[0028](1)对工件表面进行喷砂处理，获取干净、干燥、粗化的表面。
[0029](2)配制高强度底胶并涂敷于喷砂处理过的工件表面。
[0030](3)配制改性耐磨涂层并涂敷于未固化的底胶表面并压实。
[0031](4)常温固化或加热固化，条件允许尽量采用加热固化。
[0032](5)修整配合部位达到装配尺寸。
[0033](6)非配合部位刷涂面胶或喷漆。
[0034]对修复后的高铬铸铁尾矿栗进行现场使用，监测其寿命。
[0035]本文中的“份”是以重量计。
[0036]实施例1
[0037]主剂:环氧树脂35份、奇士增韧剂5份、刚玉260份、玻璃纤维15份、触变剂5份。
[0038]固化剂:酸醛胺9份、偶联剂KH550 0.5份、促进剂0.5份、刚玉69份、触变剂1.5份。
[0039]主剂:固化剂=4:1。
[0040]修复后使用寿命69天。
[0041]实施例2
[0042]主剂:ND1-PTMG改性环氧树脂18份、环氧树脂17份、奇士增韧剂5份、刚玉260份、玻璃纤维15份、触变剂5份。
[0043]固化剂:酚醛胺8份、偶联剂KH550 0.5份、促进剂0.5份、刚玉70份、触变剂1.5份。
[0044]主剂:固化剂=4:1。
[0045]修复后使用寿命80天。
[0046]实施例3
[0047]主剂:环氧树脂35份、增韧剂丁腈橡胶5份、刚玉260份、玻璃纤维15份、触变剂5份。
[0048]固化剂:酚醛胺9份、偶联剂KH550 0.5份、促进剂0.5份、刚玉69份、触变剂1.5份。
[0049]主剂:固化剂=4:1。
[0050]修复后使用寿命70天。
[0051]实施例4
[0052]主剂:ND1-PTMG改性环氧树脂18份、环氧树脂17份、增韧剂丁腈橡胶5份、刚玉260份、玻璃纤维15份、触变剂5份。
[0053]固化剂:酚醛胺8份、偶联剂KH550 0.5份、促进剂0.5份、刚玉70份、触变剂1.5份。
[0054]主剂:固化剂=4:1。
[0055]修复后使用寿命81天。
[0056]实施例5
[0057]主剂:环氧树脂35份、增韧剂聚硫橡胶5份、刚玉260份、玻璃纤维15份、触变剂5份。
[0058]固化剂:酚醛胺9份、偶联剂KH550 0.5份、促进剂0.5份、刚玉69份、触变剂1.5份。
[0059]主剂:固化剂=4:1。
[0060]修复后使用寿命62天。
[0061]实施例6
[0062]主剂:ND1-PTMG改性环氧树脂18份、环氧树脂17份、增韧剂聚硫橡胶5份、刚玉260份、玻璃纤维15份、触变剂5份。
[0063]固化剂:酚醛胺8份、偶联剂KH550 0.5份、促进