VS系列耐磨涂料提高耐磨性能的研究.pdf

第32卷第3期
甘肃治金
val 32 No.3
2010年6月
GANSU METALLURGY
Jun.,2010
文编号:16724461(2010)03-0085-03
VS系列耐黁淰料提高耐蘑性能的研究
符嵩涛,余江鸿,李
(西北矿治研究院,甘肃白银
摘要;为提高VS系列耐磨涂料的耐磨性,对其胶粘剂进行改性,以聚氨酯增韧环氧树脂合成了新胶粘剂互传网
络聚合物。并通过正交试验法获得了聚合物合成的最佳反应条件:PU预聚体加量8.0%,二羟基聚醚PU1:三羟基
聚瞇PU2=8.5:1,醇胺Q加量2.0%。对涂料的抗瘩相填料进行了优选
关词:环氧树脂;聚氨酯;増韧;互传网络聚合物;抗磨填料
中图分类号:TC174.
文献标识码:A
Reserch on Improving Wear Performance of VS
Series Wear-resistant Paintings
FU Song-tao, YU Jiang-hong, LI Xi
Norhwest Institute of Mining and Metallurry, Baiyin 73090, China)
Abstract: In order to improve the wear resistance of VS series wea-resistant panins, change its adhesives, synthesiz a
new adhesive PN by PU oughened epoxy resin. tained polymer sythesis of optimal reaction conditions by orthoon
est met od PU add e numer of 80, U: PU =8.5: 1, alchol amine add he number of 2.0%. Phase of the anti-
wear coating fillers were optimized
Key Words: epoxy resin; PU; toughening; IPN; wear-resistant filler
1引言
逐步形成一个体型的大分子结构,可吸收并传递固
体颗粒反复冲击壁面引起疲劳破坏的空蚀荷载,获
VS系列耐磨复合涂料属于环氧金刚砂系列,以得较高的剪切强度、剥离强度,从而提高对冲击破坏
环氧树脂为主要胶粘剂,固化后混合碳化硅填的抵抗能力及其对填料的附着力。而涂料的主要抗
料,主要针对有色行业中高速固体硬质颗粒对设备磨相填料的种类、颗粒大小的分布、颗粒的形状以及
的冲击磨损及酸碱介质环境对设备产生的电化学腐由后两种因素而导致的填料颗粒的不同堆砌方式直
蚀。-虽已得到广泛应用,但仍存在涂层脆性较高,缺接决定了涂料的耐磨性
乏柔韧性,对于冲击产生的破坏抵抗能力弱,在线速
本文研究新型胶粘剂互穿网络聚合物的最佳合
度较高及磨粒粒度大、硬度高的环境下,耐磨性能达成条件,并探讨填料的选择对VS系列涂料耐磨性
不到要求等缺点。
能提高的影响。
因此,用具有高弹性、高粘结力的聚氨酯(P
增韧改性环氧树脂2,形成新的胶粘剂互穿网络聚2实验部分
合物,使环氧树脂的分子结构间接或直接连接起来,2.1互穿网络聚合物的合成工艺流程(见图1)
助剂
树脂胶
聚斗真空水反应气预聚付反应·互穿网经聚合物
N助剂
哥1互穿网终聚合物的合成工艺流程
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甘肃治金
第32卷
先将二羟基聚醚利三羟基聚醚混合物与过量的基聚P』和三羟基聚醚PU2的比例、醇胺的加入
甲苯二异氰酸酯(TDI)进行预聚反应,形成含有柔量(相对于环氧)、PU预聚体的加入量(相对于环
性聚醚链段的异氰酸酯聚瞇,在醇胺(醇胺的叔氮氧),本文采用正交实验法设计合成方案,各因素
原子可加速NCO与OH集团之间反应)存在的条件及水平见表1。
下,端异氰酸酯再与环氧树脂进行反应,最终在环氧
树脂中引人聚链段,使环氧树脂分子之间用柔性
表1影响因素水平
较大的聚瞇分子连接起来得到互穿网络聚合物。
水平
2.2互穿网络聚合物的合成实验方法
PU1;PU2醇胺Q加量(%)PU加量(%)
在三口烧瓶中加人称量好的聚醚,装人搅拌后
加热至100~120℃时,停止搅拌并将其口部密封,3
2.0
抽真空1h后通人N2,当温度降至40-50℃时,加
入称量好的TDI,并在40±2℃的温度下反应1h
根据表1选取正交表1I9(33),所得的9组互穿
然后缓慢升温至80℃,在80±2℃反应2h,最后升网络棗合物,与芳香胺类固化剂混合后进行抗拉、抗
温至90℃,在此条件下反应0.5h即得TDI与聚醚剪性能测定,实验方案及结果见表2。
合成的PU预聚物
称取一定量环氧树脂放入三口烧瓶,搅拌加热
表2实验方案及结果
至100~120℃,抽真空1h左右后通人N2;当温度
抗拉强度抗剪强度合计
降至100℃左右时,加人醇胺Q;将反应好的PU预
(Mpa) Mpa
聚体按一定比例加人到环氧树贈中,控制反应温度
41.108.7249.82
在110℃左右,反应2h即得互穿网络聚合物。
2.3カ学性能检测
34.807.75
涂料的抗剪强度参照国家标准CB712686《胶
10
36.309.3745.67
8.5:1
粘剂拉伸剪切强度测定方法(金属对金属)》,在
10
9.1140.81
WA-1000B型万能材料试验机上测试;抗拉强度参810:
照国家标准GB6329-86《金属粘接不均匀扯离强度
36.2010.1846.38
试验方法》,在WA-1000B型万能材料试验机上测
129.54127,04.138.T5
试
2.4填料的抗磨损实验
R10.812,2831.03
将各类填料按一定比例与同种胶粘剂混合后注
人模具制成14x40mm的柱状试样,将试样安装
由表1可见,预聚物加量是影响互穿网络聚合
在抗磨损试验机转盘上,转盘的圆周速度分别调至物性能的最直接因素,加量低将起不到改性的作用,
40m/s和30m/s;腔体内静压为0.1MPa;介质温度加量大将使改性物的交联度提高,同时柔性基团含
在30℃到40℃间变化;混合物中的平均泥砂浓度量的上升将使改性物的刚度和强度下降。单纯使用
为500kg/m'的条件下试验时间15h。试验冲刷磨二羟基聚醚与TDI反应改性环氧树脂时,其结构限
损介质采用矿石粉末配制,粒度为0.1~2m。
制了改性物的性能,而加入少量三官能度三羟基聚
试样每2h用分析天平称重一次,精确至醚,则可以提高胶粘剂的交联度,增加胶粘剂的硬度
0.1mg,按照重量损失与材料密度的比计算体积损和强度。但过量的交联又可能破坏胶层的内聚强
耗(q)。
度,使机械性能下降。而醇胺既可以与环氧基团反
(
应生成羟基与叔胺,促进羟基与NCO基团的反应,
也可作为环氧基之间聚合的催化剂。
式中:W为试样总重量,g;V为试样总体积