[發明專利]鑄造碳化硅復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210245073.8
• 申請日: 2012-07-16
• 公開（公告）號: CN103539386A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 馮萬春
• 申請（專利權）人: 北京中電聯眾電力技術有限公司
• 主分類號: C04B26/04
• 分類號: C04B26/04;C04B26/10;C04B26/16
• 代理公司: 北京市合德專利事務所 11244
• 代理人: 王文會

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域,??具體地說是一種鑄造碳化硅復合材料及其制備方法。

背景技術

目前經常使用的氧化鋁陶瓷具有較好的耐磨性，耐弱酸、弱堿和鹽的腐蝕，但是由于陶瓷材料的脆性大、強度低，不易于加工成復雜形狀的設備襯里和有較高強度的部件，如循環泵葉輪；高鉻鑄鐵（鋼）強度高，易于加工成形狀復雜的襯里，但其耐腐蝕性和耐磨性遠不及陶瓷材料，且其耐腐蝕性能和耐磨性能互相矛盾，兩者不能兼顧；而傳統的高密度聚乙烯和橡膠內襯材料，具有一定的耐腐蝕性能，缺點是耐沖蝕磨損性能差，容易脫落；常用的聚氨酯材料耐酸堿腐蝕，但是對安裝要求高且耐磨性一般，不適用于大顆粒物料沖擊磨損的工況。

上述材料均不能同時滿足各類設備對耐磨性、耐腐蝕性和機械強度的要求；進口特種陶瓷設備的使用壽命雖然較長，但是價格高、導致運行和生產的成本高，且零部件的供應和維修周期長，滿足不了廣大用戶急需。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述缺陷，提供一種鑄造碳化硅，該材料耐磨性好、耐化學腐蝕性強、機械強度高，使用溫度為-20~100℃,適用于固液、固氣兩相介質輸送設備，用來輸送含固量(硬質、軟質顆粒不限，顆粒粒度≤1mm)不超過60%的漿液。該材料可以耐濃度80%以下硫酸，50%以下硝酸，各種濃度的鹽酸以及各種堿溶液的腐蝕。

為了達到上述目的，本發明所提供的技術方案是：

鑄造碳化硅復合材料含有以下重量份數的組分：

碳化硅??60-65份、玻璃短纖維??0.5-1.0份、氧化鋁粉1.5-2.5份、碳纖維0.8-1.2份、粘接劑30-40份。

還含有以下重量份數的添加劑：?

稀釋劑:??3-6份???

促進劑：0.45-1.2份??

流平劑：0.09-0.28份?

改性劑：0.9-2份??

偶聯劑：0.9-2份?????

固化劑：19.5-30份

增韌劑：4.5-10份??

消泡劑：0.03-0.24份?

進一步，碳化硅不同粒度的重量份數配比如下：

10-20目???0.9-1.625份

20-40目???24-31.2份

40-60目???6-9.75份

100-120目??2.4-3.25份

進一步，所述的粘接劑是丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚酰胺樹脂以及聚氨酯中的一種或兩種；（其中環氧樹脂是雙酚-A型環氧樹脂、雙酚-F型環氧樹脂、雙酚-S型環氧樹脂）。

進一步，稀釋劑為活性稀釋劑和非活性稀釋劑；活性稀釋劑是丁基縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、已二醇二縮水甘油醚中的一種；所述的非活性稀釋劑是甲苯、乙醇、丙酮、丁醇、二丁酯中的一種。

進一步，所述的促進劑是DMP-30、三乙醇胺、芐基二甲胺、三苯基磷、有機脲類（如：雙氰胺）、?AC-2011、咪唑類環氧固化促進劑（如：2-甲基咪唑）、DBU復合鹽環氧樹脂促進劑（如：1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯）中的一種或二種。

進一步，所述的流平劑是非離子聚氨酯類締合型（如Levelling?620）或聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚體（如BYK-333）中的一種或二種。

進一步，所述的改性劑是651聚酰胺、氮化硅粉中的一種或二種。

進一步，所述的偶聯劑是硅烷偶聯劑（如：甲氧基硅烷）、鈦酯類偶聯劑（如：四異丙基鈦酸酯）、鉻絡合物偶聯劑（如：甲基丙烯酸氯化鉻絡合物）或鋁酸化合物偶聯劑（如：鋁酸鋯）中的一種或二種。

進一步，所述的增韌劑是聚硫橡膠、氨基甲酸酯預聚物(如:聚氨基甲酸酯)、改性聚醚(如:有機硅改性聚醚)中的一種或二種。?

本發明在原料的選擇上需要考慮材料的具體用途和工作環境對材料性能的要求，據此確定原料種類和配比。碳化硅的強度、硬度、耐磨性和化學穩定性均較高，是常用的耐磨材料，因此以碳化硅為主要無機填料。為了進一步增強制品的強度和耐磨性以滿足設備對材料的要求，用氧化鋁代替部分碳化硅。