[發(fā)明專利]一種高抗磨蝕澆注聚氨酯彈性體涂層的制備方法

有效

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• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106833350B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設計）人: 李貴勛;楊勇;張雷;鄭軍;唐宏亮;周廣濤;郭小鵬;李喆夫;閆偉;郭維克
• 申請（專利權）人: 黃河水利委員會黃河水利科學研究院
• 主分類號: C09D175/08
• 分類號: C09D175/08;C08G18/10;C08G18/66
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

本發(fā)明公開了一種高抗磨蝕澆注聚氨酯彈性體涂層的制備方法，涂層是由高抗磨蝕聚氨酯材料、高粘接強度底膠和焊接的金屬鋼板網(wǎng)結構。高抗磨聚氨酯材料為聚醚型聚氨酯預聚體與芳香二元胺反應制備而成；高粘接強度底膠為橡膠與金屬的粘接劑，焊接的金屬鋼板網(wǎng)結構為利用焊接技術將壓制成型的鋼板網(wǎng)焊接于被防護的表面，起到增加澆注聚氨酯彈性體涂層的結合強度。該圖層的制備是由在修復面制作模具、制備聚氨酯混合物通過真空澆注制備成高抗磨蝕澆注聚氨酯涂層。該涂層與母材的結合強度高，具有優(yōu)異的抗磨蝕性能。

技術領域

本發(fā)明涉及水力機械非金屬抗磨蝕，特別是水輪機強汽蝕區(qū)抗磨蝕技術領域。特別涉及一種高抗磨蝕澆注聚氨酯彈性體涂層的制備方法。

背景技術

我國含沙河流較多，泥沙磨損和汽蝕使水輪機和水泵過流部件表面遭受不同程度的破壞。磨蝕破壞導致機組運行效率和出力下降，嚴重時產(chǎn)生振動與噪音，威脅機組的安全運行，迫使機組頻繁大修，成為水電生產(chǎn)中亟待解決的關鍵問題。

目前針對水力機械磨蝕修復常采用耐磨涂層防護。根據(jù)耐磨涂層所使用的材料可分為金屬材料和非金屬材料。

耐磨蝕金屬材料主要有專用不銹鋼焊條、金屬陶瓷粉末、鎢系合金粉末、鉻系合金粉末和鈷系合金粉末等。綜合來說，耐磨焊條堆焊技術操作簡單，是目前水力機械維修經(jīng)常采用的技術，補焊后耐磨性能高低往往取決于其最終組織狀態(tài)和機械性能，但是經(jīng)過多年反復補焊打磨等處理，使水力機械金屬組織狀態(tài)發(fā)生較大變化，導致其耐磨性和機械性能也逐年變差；金屬熱噴涂技術容易使葉片發(fā)生變形，已較少使用；超音速噴涂和等離子噴涂技術是近年來發(fā)展較快的防護技術，目前在應用過程中最大的問題是成本過高，只能用于關鍵部位的噴涂防護，另外該涂層抗汽蝕性能不夠好，容易脫落，也限制了其廣泛應用。

耐磨蝕非金屬材料主要有無機非金屬耐磨材料和有機高分子材料。由于陶瓷材料有較高的脆性，當沙粒顆粒大或汽蝕程度嚴重時，沖擊速度高，易發(fā)生脆性破碎，其抗汽蝕性能較差。近年來研究發(fā)現(xiàn)，一些有機高分子材料的穩(wěn)定性好、耐磨蝕性能優(yōu)異，如聚氨酯材料。但聚氨酯涂層存在著一些亟待解決的問題，即涂層與母材的粘接問題，粘接情況好壞直接影響到涂層的使用壽命。本發(fā)明采用高性能聚氨酯材料，通過使用高效的界面粘接材料和結構設計，能夠有效解決聚氨酯涂層應用中涂層界面粘接的問題。

發(fā)明內(nèi)容

綜上所述，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的聚氨酯涂層界面粘結強度不高、耐磨蝕性能低的不足，提出一種能夠解決聚氨酯涂層粘結問題、改善聚氨酯涂層耐磨蝕性能的聚氨酯耐磨蝕涂層的制備方法。

一種高抗磨蝕澆注聚氨酯彈性體涂層，是由高抗磨蝕聚氨酯材料、高粘接強度底膠和焊接的金屬鋼板網(wǎng)構成。

進一步，所述的高抗磨蝕聚氨酯材料由以下質(zhì)量份數(shù)的原材料制備而成：聚氨酯預聚體100份，擴鏈劑8～15份，顏料2～15份，分散劑5～12份。

進一步，所述的高粘接強度底膠為橡膠與金屬的粘接劑，如開米洛克（Chemlock）系列、陶氏（Thixon）系列、西邦（Cilbond）系列中的任一種。

進一步，所述的焊接的金屬鋼板網(wǎng)結構是為了利用焊接技術將壓制成型的鋼板網(wǎng)直接焊接于防護面的表面，起到增加澆注聚氨酯彈性體涂層的結合強度。

進一步，所述的聚氨酯預聚體為聚醚類聚氨酯預聚體。

進一步，所述的擴鏈劑為芳香二元胺，如二甲硫基甲苯二胺、二鄰氯苯氨甲烷中的任一種。

進一步，所述的顏料為鐵黑、炭黑、酞青藍中的任一種。

進一步，所述的分散劑為高分子分散劑。

一種高抗磨蝕澆注聚氨酯涂層的制備方法， 包括以下具體步驟：

步驟1：在防護面的表面焊接鋼板網(wǎng)，并對其進行表面處理，然后將高粘接強度底膠涂覆在防護面上，室溫條件下涼置30min；