碳化硅陶瓷顆粒與環(huán)氧改性膠混合制作耐磨顆粒膠

為了發(fā)揮環(huán)氧樹脂和碳化硅陶瓷的各自優(yōu)點(diǎn),將它們通過復(fù)合形成金屬表面復(fù)合材料,是低應(yīng)力磨損條件下耐磨材料的一個(gè)發(fā)展方向,目前已被廣泛應(yīng)用于金屬材料表面的抗?jié){體沖蝕磨損膠粘層上。但環(huán)氧樹脂固化產(chǎn)物變形能力差,脆性大,這些缺點(diǎn)限制了其耐磨性和使用性能的進(jìn)一步提高。為此,我公司在制備具有高粘接強(qiáng)度、一定韌性的改性環(huán)氧樹脂,借助紅外圖譜及SEM分析膠體的固化增韌機(jī)理,并以此改性樹脂為粘接劑,SiC顆粒為填料在鋼表面制備耐磨膠粘涂層。通過實(shí)驗(yàn)室自制的射流式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)機(jī),結(jié)合力學(xué)性能測試,系統(tǒng)研究了基礎(chǔ)粘接劑,偶聯(lián)劑,增韌劑加入量,填料顆粒的粒度、含量和級(jí)配,沖蝕角度等影響因素對復(fù)合材料耐漿體沖蝕磨損性能的影響,分析磨損機(jī)制,并最終選定了具有最佳耐沖蝕磨損性的材料配方,得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1.改性環(huán)氧樹脂配方為：基礎(chǔ)粘接劑由等量的E-44與E-51共混而成；固化劑、增韌劑、偶聯(lián)劑分別選用改性胺T-31、聚氨酯預(yù)聚體、KH-550,用量分別為環(huán)氧樹脂的20%、20%、5%(遷移法)時(shí),粘接強(qiáng)度最高,剪切強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度分別可達(dá)29.17 MPa、37.28 MPa。

2.改性環(huán)氧樹脂粘接強(qiáng)度對復(fù)合材料的耐沖蝕磨損性有重大影響：膠體粘接強(qiáng)度高,復(fù)合材料耐沖蝕磨損性好。 

3.聚氨酯預(yù)聚體加入量對材料的沖蝕磨損性能影響顯著：加入量小時(shí),其磨損機(jī)制主要體現(xiàn)出脆性材料的特點(diǎn),以顯微切削為主,適宜小角度應(yīng)用；在一定范圍內(nèi)加入量大時(shí),其磨損機(jī)制主要體現(xiàn)出韌性材料的特點(diǎn),以疲勞剝落為主,適宜高角度應(yīng)用。 

4.SiC‘顆粒對材料沖蝕磨損性有重大影響：顆粒越大,材料耐沖蝕磨損性越好,并且級(jí)配顆粒填充時(shí)要比單一顆粒填充時(shí)的磨損率低；SiC的加入量在66%左右時(shí),“陰影效應(yīng)”、“嚙合效應(yīng)”和“粘接效應(yīng)”相互配合最好,試樣的耐磨性最好。

5.復(fù)合材料對沖蝕角度敏感,在不同使用角度條件下的沖蝕磨損機(jī)理不同。低角度時(shí),沖蝕磨損以顯微切削及碾壓造成膠體及陶瓷顆粒的脫落為主；高角度時(shí),沖蝕磨損以沖擊造成膠體疲勞脫落和陶瓷顆粒破碎為主。 

6.本產(chǎn)品最終選擇的配比方法如下：改性環(huán)氧膠粘耐磨復(fù)合材料的最佳配比(質(zhì)量比)為E-44：E-51：PU：KH-550：T-31：SiC(30／120=4／1)=50：50：20：5：20：300,其耐沖蝕磨損性相比較Q235鋼要好,其中在沖角為45。時(shí),與Q235鋼的相對耐磨性為2.41。

我公司生產(chǎn)的碳化硅涂抹耐磨膠具有很好的防腐耐磨作用，可以應(yīng)用于脫硫管道內(nèi)壁，使用效果較傳統(tǒng)的橡膠壽命可以延長到3倍以上。