专利名称：用于水泵的防蚀涂层、含有该涂层的水泵及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种城市供(排)水水泵，尤其涉及一种该水泵的防蚀涂层及其将该防蚀涂层加入(涂覆或喷涂到)水泵表面的施工方法。
背景技术：
城市供(排)水系统均需配置大量的大中型水泵。水泵机组的供(排)水效率是衡量水泵机组供(排)水电能消耗的一个重要技术指标，其含义是指水流输出功率与输入功率之比值。一个水泵机组供排水效率越高，表明该水泵机组电能利用率越大，反之亦然。由于水泵加工过程中质量粗糙以及长期运行过程中由于空蚀、锈蚀和腐蚀等原因，导致水泵机组供排水效率降低、电能消耗增加的不良后果。将给城市供排水系统直接带来巨大的电能和经济损失。
如何提高城市供排水系统水泵机组的效率已受到国内外水泵设计者和材料界普遍重视，其解决办法有两种一种办法是水泵的泵壳和泵轮等采用不锈钢材料，但水泵的制造价格将大大提高，目前国内供(排)水公司一般未采用此方案。另一种办法是对用碳钢制成的泵壳和泵轮等部件，采用非金属涂层进行防空蚀、防锈蚀、防腐蚀和减阻保护，这种办法目前正在被国内外水泵制造厂和供(排)水公司所采纳。
目前国外已有采用环氧胶作为水泵的防锈鉵和防腐蚀涂层，但这种涂层存在三个缺点一是抗空蚀性能差，涂层易脱落，使用寿命短，尤其对功率大的供排水水泵，由于空蚀作用大，此种涂层易脱落。二是此种环氧涂层因配方中含有大量的固体组份，导致与金属底基的粘结强度降低(一般小于15MPa)，由此也造成降低使用寿命。三是此种涂层表面光滑度不高，本身对水流阻力较大，影响效率。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种用于水泵的防蚀涂层、含有该涂层的水泵及其施工方法，旨在解决上述缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的本发明的防蚀涂层由环氧胶为底胶、聚氨酯胶为面胶组成；所述的环氧胶由甲组份和乙组份组成；其中甲组份由一种或几种环氧树脂、一种或几种环氧稀释剂和几种固体填料组成，其配比是100份/10-40份/80-100份；乙组份一种或几种胺类混合固化剂组成；甲组份和乙组份的配比是100份/35-45；所述的聚氨酯胶由丙组份和丁组份组成；其中丙组份一种或几种多异氰酸酯和一种或几种聚醚(或聚酯)多元醇合成的预聚体组成，其配比是40～45份/100份；丁组份一种或几种胺类和醇类组成的混合扩链剂；丙组份和丁组份的配比是100/14-15；本发明的水泵包括水泵内表面；还包括环氧胶为底胶、聚氨酯胶为面胶的复合涂层组成；本发明的施工方法是通过以下步骤实现的表面处理底基需预先进行除锈、除油处理，再进行喷砂使表面粗化，然后再涂上一层化学表面处理剂；预热处理把底基加热到15～80℃；将环氧胶为底胶的甲、乙两组分按100份/35-45比例混合均匀，然后涂刷或喷涂到经预先处理的底基上；将聚氨酯胶为面胶的丙、丁两组分按100/14-15比例混合均匀，然后在15～40℃温度下涂刷到已经底胶处理的表面上；在15～80℃温度下保持48小时以上；室温下放置8～10天；
与现有技术相比，本发明的有益效果是对供(排)水水泵的机组泵壳和泵轮等过流件起到防空蚀、防锈蚀、防腐蚀和水流减阻等作用，从而使水泵机组在水力输送过程中达到降低功率损失和高效节能的目的，可应用于城市供排水水泵和冶金、石化、发电、矿山等大型水泵。
图1是本发明的水泵结构示意图；具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述本发明的防蚀涂层由环氧胶为底胶、聚氨酯胶为面胶组成；所述的环氧胶由甲组份和乙组份组成；其中甲组份由一种或几种环氧树脂、一种或几种环氧稀释剂和几种固体填料组成，其配比是100份/10-40份/80-100份；乙组份一种或几种胺类混合固化剂组成；甲组份和乙组份的配比是100份/35-45；所述的聚氨酯胶由丙组份和丁组份组成；其中丙组份一种或几种多异氰酸酯和一种或几种聚醚(或聚酯)多元醇合成的预聚体组成，其配比是40～45份/100份；丁组份一种或几种胺类和醇类组成的混合扩链剂；丙组份和丁组份的配比是100/14-15；所述的甲组份中的环氧树脂可以是双酚A型环氧树脂(E-55、E-56、E-51、E-44、E-42、E-20、E-12)，聚丁二烯环氧树脂和双酚F型环氧树脂；甲组份中的环氧稀释剂可以是选择含1个、2个或3个环氧基的环氧化合物；甲组份中的固体填料可以是钛白粉、滑石粉、硅微粉、炭黑、膨润土、碳酸钙、碳化硅、水泥和玻璃微珠；乙组份中的胺类混合固化剂可以是固化剂选自芳香族和脂肪族胺及其改性体；593(改性脂肪胺)、T-31(改性酚醛胺)、聚酰胺类、醚胺类、酮亚胺类及自制改性芳胺，选择其中一种或几种；固化促进剂选择DMP-30及取代酚类；所述的自制改性芳胺由4，4’-二氨基二苯甲烷、甘油环氧树脂、水扬酸(100∶10∶15)、加入少量四氢糠醇组成；所述的丙组份中的多异氰酸酯可以是甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、MDI改性体(碳化二亚胺改性MDI、氨酯改性MDI)、掺混MDI(如MDI-50)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)；丙组份中的聚醚多元醇可以是聚环氧丙烷、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃、低不饱和度聚醚、聚环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚等多元醇；聚酯多元醇可以是己二酸-1，4丁二醇、己二酸-乙二醇、己二酸-丙二醇、间苯二甲酸-1，4丁二醇或乙二醇、丙二醇等二醇组成的聚酯多元醇；聚醚或聚酯多元醇官能度为2～3，数均分子量1000～8000；丁组份中的胺类和醇类组成的混合扩链剂可以是胺类扩链剂有N，N’二仲丁基亚甲基二苯胺、4，4’-二氨基二苯基甲烷、二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、3，3’-二氯-4，4’二氨基二苯基甲烷和脂肪族多元醇及它们的改性体；醇类扩链剂有1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、三羟甲基丙烷、三乙醇胺。
实施例1环氧底胶制备方法环氧底胶由甲、乙两个组分组成，其中1、甲组分配比环氧树脂E-44(80份)、E-20(20份)、活性稀释剂甲酚缩水甘油醚CGE(5～25份)、三羟甲基丙烷缩水甘油醚(10～30份)、填料水泥(70份)、滑石粉(18份)、白炭黑(1～2份)2、乙组分配比聚酰胺650(65份)、改性芳胺(35份)、DMP-30(3份)3、乙组分中改性芳胺(自制)制备由4，4’-二氨基二苯甲烷、甘油环氧树脂、水扬酸(100∶10∶15)、加入少量四氢糠醇，在90～100℃下反应约2小时而制得。
4、环氧底胶制备100份甲组分与35～45份乙组分混合，并充分搅拌即可制得。
实施例2聚氨酯面胶制备方法1、面胶丙组分制备将聚醚多元醇N210 40份，N330 40份和芳香烃聚酯多元醇PH-5620份加入反应釜中充分搅拌混合并升温，当温度升到80℃时，连接真空系统抽真空并在100～140℃温度，高真空度下抽空2～3小时，直到水份＜0.05％，降温到60℃备用，将IPDI 17.8份，ISONA TE143L 24.2份加入充氮的反应釜中加温到60℃，向釜中滴加上述已脱水的聚合多元醇，滴加完毕后在60～90℃之间保温3小时获得NCO％为5.3～5.7％的预聚体，该预聚体即为聚氨酯面胶丙组分，并放入桶中密封保存。
2、面胶丁组分的制备将UNILINK-4200 12.8份，1.4-BOD 1.6份充分搅拌混合，该混合物即为聚氨酯面胶丁组分，并放入桶中密封保存。
3、聚氨酯面胶涂层的制备在室温下将面涂层丙组分100份和面涂层丁组分14～15份混合搅拌均匀，即可制得；注解N210，N330聚醚多元醇(上海高桥石化三厂制造)PH-56芳香烃聚酯多元醇(美国STEPAN公司制造)ISONATE143L液化MDI(美国DOW化学公司制造)IPDI异佛尔酮二异氰酸酯(德国HUELSAG公司制造)UNILINK-42004，4’-双仲丁胺基二苯基甲烷(美国UOP公司制造)由图1可见本发明的水泵包括水泵内表面1；还包括环氧胶为底胶2、聚氨酯胶为面胶3的复合涂层组成；所述的聚氨酯胶为面胶3的厚度在0.5-1mm之间；本发明的施工方法是通过以下步骤实现的
表面处理底基需预先进行除锈、除油处理，再进行喷砂使表面粗化，然后再涂上一层化学表面处理剂1；预热处理把底基加热到15～80℃2；将环氧胶为底胶的甲、乙两组分按100份/35-45比例混合均匀，然后涂刷或喷涂到经预先处理的底基上3；将聚氨酯胶为面胶的丙、丁两组分按100/14-15比例混合均匀，然后在15～40℃温度下涂刷到已经底胶处理的表面上4；在15～80℃一定温度下保持48小时以上5；室温下放置8～10天6；步骤3中涂1～2遍，要求均匀的涂满整个施胶区域，然后在15～80℃下加温0.5hr～5hr时间；步骤4中涂0.5mm厚(约涂5～6遍)，特殊部位可涂到1mm厚(约涂10遍)，每涂一遍均要求在上一层面胶表干后再涂下一遍。
作为水泵泵壳和泵轮等过流件的保护涂层，它具有以下三个突出优点一是涂层具有弹性故防空蚀性能优异，其抗空蚀性能明显高于环氧胶涂层。二是该复合涂层与金属底基的粘结强度高(一般≥30MPa)且具有优良的耐水性能。三是该复合涂层在水介质中摩擦系数小于环氧涂层，因此水泵的节能效率高于环氧涂层。
其中环氧底胶与金属(包括碳钢、不锈钢、铜和铝等)底基之间具有高的粘结强度；聚氨酯面胶与环氧底胶界面之间，在15～80℃下也具有牢固的粘结强度。
解决了单独采用环氧胶作为水泵节能涂层存在抗空蚀性能差以及单独采用聚氨酯胶作为水泵节能涂层存在与金属底基粘结强度低的缺点。本发明提供的复合涂层，综合了环氧胶与金属底基有高的粘结强度和聚氨酯胶有高的抗空蚀性能优点，并解决了在15～80℃固化条件下环氧胶与聚氨酯胶界面之间也具有高的粘结强度。
在15～80℃条件下固化8～10天，具有高的综合力学性能，其中拉伸强度达到32～36MPa，扯断伸长率达到450～500％，抗撕裂强度达到100～135KN/M，硬度(邵氏A)85～95。这些优良的力学性能，确保本发明提供的聚氨酯面层，具有良好的抗空蚀性能。
权利要求
1.一种用于水泵的防蚀涂层，由环氧胶为底胶、聚氨酯胶为面胶组成；所述的环氧胶由甲组份和乙组份组成；其中甲组份由一种或几种环氧树脂、一种或几种环氧稀释剂和几种固体填料组成，其配比是100份/10-40份/80-100份；乙组份一种或几种胺类混合固化剂组成；甲组份和乙组份的配比是100份/35-45；所述的聚氨酯胶由丙组份和丁组份组成；其中丙组份一种或几种多异氰酸酯和一种或几种聚醚(或聚酯)多元醇合成的预聚体组成，其配比是40～45份/100份；丁组份一种或几种胺类和醇类组成的混合扩链剂；丙组份和丁组份的配比是100/14-15。
2.根据权利要求1所述的用于水泵的防蚀涂层，所述的甲组份中的环氧树脂可以是双酚A型环氧树脂(E-55、E-56、E-51、E-44、E-42、E-20、E-12)，聚丁二烯环氧树脂和双酚F型环氧树脂；甲组份中的环氧稀释剂可以是选择含1个、2个或3个环氧基的环氧化合物；甲组份中的固体填料可以是钛白粉、滑石粉、硅微粉、炭黑、膨润土、碳酸钙、碳化硅、水泥和玻璃微珠；乙组份中的胺类混合固化剂可以是固化剂选自芳香族和脂肪族胺及其改性体；593(改性脂肪胺)、T-31(改性酚醛胺)、聚酰胺类、醚胺类、酮亚胺类及自制改性芳胺，选择其中一种或几种；固化促进剂选择DMP-30及取代酚类；所述的自制改性芳胺由4，4’-二氨基二苯甲烷、甘油环氧树脂、水扬酸(100∶10∶15)、加入少量四氢糠醇组成；所述的丙组份中的多异氰酸酯可以是甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、MDI改性体(碳化二亚胺改性MDI、氨酯改性MDI)、掺混MDI(如MDI-50)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)；丙组份中的聚醚多元醇可以是聚环氧丙烷、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃、低不饱和度聚醚、聚环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚等多元醇；聚酯多元醇可以是己二酸-1，4丁二醇、己二酸-乙二醇、己二酸-丙二醇、间苯二甲酸-1，4丁二醇或乙二醇、丙二醇等二醇组成的聚酯多元醇；聚醚或聚酯多元醇官能度为2～3，数均分子量1000～8000；丁组份中的胺类和醇类组成的混合扩链剂可以是胺类扩链剂有N，N’二仲丁基亚甲基二苯胺、4，4’-二氨基二苯基甲烷、二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、3，3’-二氯-4，4’二氨基二苯基甲烷和脂肪族多元醇及它们的改性体；醇类扩链剂有1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、三羟甲基丙烷、三乙醇胺。
3.一种含有该涂层的水泵，包括水泵内表面(1)；其特征在于还包括环氧胶为底胶(2)、聚氨酯胶为面胶(3)的复合涂层组成。
4.根据权利要求3所述的含有该涂层的水泵，其特征在于所述的聚氨酯胶为面胶3的厚度在0.5-1mm之间。
5.一种施工权利要求3方法，是通过以下步骤实现的表面处理底基需预先进行除锈、除油处理，再进行喷砂使表面粗化，然后再涂上一层化学表面处理剂(1)；预热处理把底基加热到15～80℃(2)；将环氧胶为底胶的甲、乙两组分按100份/35-45比例混合均匀，然后涂刷或喷涂到经预先处理的底基上(3)；将聚氨酯胶为面胶的丙、丁两组分按100/14-15比例混合均匀，然后在15～40℃温度下涂刷到已经底胶处理的表面上(4)；在15～80℃一定温度下保持48小时以上(5)；室温下放置8～10天(6)。
6.根据权利要求5所述的施工方法，步骤(3)中涂1～2遍，要求均匀的涂满整个施胶区域，然后在15～80℃下加温0.5hr～5hr时间；步骤(4)中涂0.5mm厚(约涂5～6遍)，特殊部位可涂到1mm厚(约涂10遍)，每涂一遍均要求在上一层面胶表干后再涂下一遍。
全文摘要
本发明涉及一种用于水泵的防蚀涂层、含有该涂层的水泵及其施工方法，本发明的防蚀涂层由环氧胶为底胶、聚氨酯胶为面胶组成；本发明的水泵包括水泵内表面(1)；还包括环氧胶为底胶(2)、聚氨酯胶为面胶(3)的复合涂层组成；本发明的有益效果是对供(排)水水泵的机组泵壳和泵轮等过流件起到防空蚀、防锈蚀、防腐蚀和水流减阻等作用，从而使水泵机组在水力输送过程中达到降低功率损失和高效节能的目的，可应用于城市供排水水泵和冶金、石化、发电、矿山等大型水泵。
文档编号C09D163/02GK1814682SQ200510023869
公开日2006年8月9日 申请日期2005年2月4日 优先权日2005年2月4日
发明者陆企亭, 黄茂松, 史以洪, 雷永铭, 郭晓莺, 候一斌 申请人:上海康达化工有限公司