技术领域
本发明涉及水力机械非金属抗磨蚀，特别是水轮机强汽蚀区抗磨蚀技术领域。特别涉及一种高抗磨蚀浇注聚氨酯弹性体涂层的制备方法。
背景技术：
我国含沙河流较多，泥沙磨损和汽蚀使水轮机和水泵过流部件表面遭受不同程度的破坏。磨蚀破坏导致机组运行效率和出力下降，严重时产生振动与噪音，威胁机组的安全运行，迫使机组频繁大修，成为水电生产中亟待解决的关键问题。
目前针对水力机械磨蚀修复常采用耐磨涂层防护。根据耐磨涂层所使用的材料可分为金属材料和非金属材料。
耐磨蚀金属材料主要有专用不锈钢焊条、金属陶瓷粉末、钨系合金粉末、铬系合金粉末和钴系合金粉末等。综合来说，耐磨焊条堆焊技术操作简单，是目前水力机械维修经常采用的技术，补焊后耐磨性能高低往往取决于其最终组织状态和机械性能，但是经过多年反复补焊打磨等处理，使水力机械金属组织状态发生较大变化，导致其耐磨性和机械性能也逐年变差；金属热喷涂技术容易使叶片发生变形，已较少使用；超音速喷涂和等离子喷涂技术是近年来发展较快的防护技术，目前在应用过程中最大的问题是成本过高，只能用于关键部位的喷涂防护，另外该涂层抗汽蚀性能不够好，容易脱落，也限制了其广泛应用。
耐磨蚀非金属材料主要有无机非金属耐磨材料和有机高分子材料。由于陶瓷材料有较高的脆性，当沙粒颗粒大或汽蚀程度严重时，冲击速度高，易发生脆性破碎，其抗汽蚀性能较差。近年来研究发现，一些有机高分子材料的稳定性好、耐磨蚀性能优异，如聚氨酯材料。但聚氨酯涂层存在着一些亟待解决的问题，即涂层与母材的粘接问题，粘接情况好坏直接影响到涂层的使用寿命。本发明采用高性能聚氨酯材料，通过使用高效的界面粘接材料和结构设计，能够有效解决聚氨酯涂层应用中涂层界面粘接的问题。
技术实现要素：
综上所述，本发明的目的在于克服现有技术中存在的聚氨酯涂层界面粘结强度不高、耐磨蚀性能低的不足，提出一种能够解决聚氨酯涂层粘结问题、改善聚氨酯涂层耐磨蚀性能的聚氨酯耐磨蚀涂层的制备方法。
一种高抗磨蚀浇注聚氨酯弹性体涂层，是由高抗磨蚀聚氨酯材料、高粘接强度底胶和焊接的金属钢板网构成。
进一步，所述的高抗磨蚀聚氨酯材料由以下质量份数的原材料制备而成：聚氨酯预聚体100份，扩链剂8～15份，颜料2～15份，分散剂5～12份。
进一步，所述的高粘接强度底胶为橡胶与金属的粘接剂，如开米洛克（Chemlock）系列、陶氏（Thixon）系列、西邦（Cilbond）系列中的任一种。
进一步，所述的焊接的金属钢板网结构是为了利用焊接技术将压制成型的钢板网直接焊接于防护面的表面，起到增加浇注聚氨酯弹性体涂层的结合强度。
进一步，所述的聚氨酯预聚体为聚醚类聚氨酯预聚体。
进一步，所述的扩链剂为芳香二元胺，如二甲硫基甲苯二胺、二邻氯苯氨甲烷中的任一种。
进一步，所述的颜料为铁黑、炭黑、酞青蓝中的任一种。
进一步，所述的分散剂为高分子分散剂。
一种高抗磨蚀浇注聚氨酯涂层的制备方法， 包括以下具体步骤：
步骤1：在防护面的表面焊接钢板网，并对其进行表面处理，然后将高粘接强度底胶涂覆在防护面上，室温条件下凉置30min；
步骤2：在防护面外安装预先制作的模具，模具周边做好密封；
步骤3：按照各组分的质量份数，将聚氨酯预聚体加热至110℃，保温；二邻氯苯氨甲烷加热至120℃，在115℃的烘箱中保温放置；颜料与分散剂混合后研磨均匀；
步骤4：将颜料与分散剂的混合物加入到聚氨酯预聚体中，搅拌均匀，涂覆厚度约0.5mm；
步骤5：将二邻氯苯氨甲烷加入到聚氨酯预聚体中搅拌均匀，并真空脱气泡2～5min；
步骤6：通过真空浇注系统，将聚氨酯混合物浇注到预先密封好的模具中；浇注完成后在120℃下保温2～6小时，即制备成高抗磨蚀浇注聚氨酯涂层。
本发明的有益效果：
（1）聚氨酯涂层的粘结性能优异。通过采用高粘接强度底胶和焊接的金属钢板网结构，聚氨酯涂层与母材粘接性能得到大大提高，其粘接强度大于聚氨酯涂层的破坏强度。
（2）浇注的聚氨酯涂层具有优异的抗磨蚀性能。在一定的温度范围内，聚氨酯预聚体与扩链剂化学反应，制备出交联度高的聚氨酯涂层，其耐磨蚀性能优异，能够在水力机械强汽蚀区应用。
（3）涂层制备方法、工艺科学可行。利用聚氨酯预聚体与扩链剂反应，通过真空浇注系统制备出聚氨酯涂层，涂层性能可控，质量可靠，工艺相对稳定简易。
附图说明
图1为本发明涂层的结构示意图：
图中：1-聚氨酯弹性体涂层，2-钢板网，3-防护面。
具体实施方式
一下结合实施例对本发明做进一步的阐述：
实施例1
一种高抗磨蚀浇注聚氨酯弹性体涂层的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：在防护面上的表面焊接钢板网，对其进行表面处理，将高粘接强度底胶涂覆与防护面上，室温条件下凉置30min；
步骤2：在防护面外安装预先制作的模具，模具周边做好密封；
步骤3：称量1000g聚氨酯预聚体，加热至110℃，保温；二邻氯苯氨甲烷称取100g，加热至120℃，在115℃的烘箱中保温放置；50g颜料与80g分散剂混合后研磨均匀；
步骤4：将颜料与分散剂的混合物加入到聚氨酯预聚体中，搅拌均匀，涂覆厚度约0.5mm；
步骤5：将二邻氯苯氨甲烷加入到聚氨酯预聚体中搅拌均匀，并真空脱气泡2min；
步骤6：通过真空浇注系统，将聚氨酯混合物浇注到预先密封好的模具中；浇注完成后在120℃下保温3小时，制备成高抗磨蚀浇注聚氨酯涂层。
实施例2
一种高抗磨蚀浇注聚氨酯弹性体涂层的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：在防护面的表面焊接钢板网，对其进行表面处理，将高粘接强度底胶涂覆与防护面上，室温条件下凉置30min；
步骤2：在防护面外安装预先制作的模具，模具周边做好密封；
步骤3：称量1000g聚氨酯预聚体，加热至110℃，保温；二邻氯苯氨甲烷称取130g，加热至120℃，在115℃的烘箱中保温放置；50g颜料与80g分散剂混合后研磨均匀；
步骤4：将颜料与分散剂的混合物加入到聚氨酯预聚体中，搅拌均匀；
步骤5：将二邻氯苯氨甲烷加入到聚氨酯预聚体中搅拌均匀，并真空脱气泡2min；
步骤6：通过真空浇注系统，将聚氨酯混合物浇注到预先密封好的模具中；浇注完成后在120℃下保温2小时，即制备成高抗磨蚀浇注聚氨酯涂层。
实施例3
一种高抗磨蚀浇注聚氨酯弹性体涂层的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：在防护面的表面焊接钢板网，对其进行表面处理，将高粘接强度底胶涂覆与防护面上，室温条件下凉置30min；
步骤2：在防护面外安装预先制作的模具，模具周边做好密封；
步骤3：称量1000g聚氨酯预聚体，加热至110℃，保温；二邻氯苯氨甲烷称取150g，加热至120℃，在115℃的烘箱中保温放置；50g颜料与80g分散剂混合后研磨均匀；
步骤4：将颜料与分散剂的混合物加入到聚氨酯预聚体中，搅拌均匀；
步骤5：将二邻氯苯氨甲烷加入到聚氨酯预聚体中搅拌均匀，并真空脱气泡2min；
步骤6：通过真空浇注系统，将聚氨酯混合物浇注到预先密封好的模具中；浇注完成后在120℃下保温1小时，即制备成高抗磨蚀浇注聚氨酯涂层。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。