陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合固體耐磨材料及制備和用法
【專(zhuān)利摘要】一種陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合固體耐磨材料，所述的復(fù)合耐磨材料由高硬度無(wú)機(jī)材料微珠與高分子材料混合形成的材料制作成；其中，高硬度無(wú)機(jī)材料微珠為球徑在φ0.1㎜—φ5㎜之間的圓球形微珠；高硬度無(wú)機(jī)材料微珠在總個(gè)材料中所占的體積比為10%-55.5%之間，高硬度無(wú)機(jī)材料微珠在高分子材料混煉中加入，由高分子材料包裹球形高硬度無(wú)機(jī)材料微珠形成高硬度無(wú)機(jī)材料微珠與高分子材料的復(fù)合耐磨材料。
【專(zhuān)利說(shuō)明】陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合固體耐磨材料及制備和用法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管道或平板耐磨材料的改進(jìn)，尤其是涉及一種以高分子材料為主體，與高硬度無(wú)機(jī)材料微珠復(fù)合所形成的管道或平板固體耐磨材料的改進(jìn)及制備和使用方法，屬新材料及其應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代工業(yè)中，為了延長(zhǎng)管材或板材的使用壽命或改善材料的性能，許多管材或板材都會(huì)在其內(nèi)表面相襯一層高分子材料的耐磨材料，以求提高管材或板材內(nèi)表面的抗腐蝕性能，或改善管材或板材內(nèi)表面的光潔度，減少摩擦阻力。其耐磨材料的形態(tài)是標(biāo)準(zhǔn)的板材、管材或以專(zhuān)用浸涂方式嵌入到管材的內(nèi)表面上。由于其成本較低、易于規(guī)?；a(chǎn)而被廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ詈透黝?lèi)工業(yè)領(lǐng)域的管材或板材中。目前所采用的耐磨材料高分子材料主要是指各類(lèi)塑料和樹(shù)脂類(lèi)材料，主要由高分子聚合物構(gòu)成。通常這種聚合物占材料總量的40%-100% ;而且為了改善其原有聚合物的物理化學(xué)性能，人們往往會(huì)在高分子材料中間加上部分填料，如增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、色料等。上世紀(jì)中期以來(lái)人們相繼研發(fā)出更耐磨的高分子材料如環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)、聚銨脂類(lèi)和聚四氟乙烯類(lèi)。從而進(jìn)一步拓展了高分子材料的工程應(yīng)用。但盡管如此，高分子材料的表面硬度相對(duì)大多數(shù)無(wú)機(jī)材料(如水泥漿料)而言仍然低了很多。如是人們又通過(guò)添 加鈦白粉、氧化鋁粉以及碳酸鈣類(lèi)等填料對(duì)其硬度有效提高，但即便如此，當(dāng)其與帶刃口的無(wú)機(jī)材料接觸時(shí)仍很容易擦傷磨損，而且這些耐磨粉的加入都是以無(wú)規(guī)則形狀的粉末加入的，與高分子材料的結(jié)合不是很有力，所以極易被輸送物料中的硬質(zhì)顆粒帶走，如在含有硬顆粒的水泥漿料管道輸送中，無(wú)論現(xiàn)在哪種高分子材料管道壽命都很低。
[0003]另一方面，陶瓷材料具有優(yōu)良的耐磨性能，毫米級(jí)陶瓷微珠主要用作超細(xì)粉體的磨介，其需求量隨著超細(xì)粉體市場(chǎng)的擴(kuò)大而越來(lái)越大。由此也產(chǎn)生了高分子基耐磨復(fù)合材料管道和構(gòu)件，它是通過(guò)高分子材料結(jié)合耐磨陶瓷，在特定的條件下固化為復(fù)合構(gòu)件。如論文“高分子基耐磨復(fù)合材料管道和構(gòu)件的研究與應(yīng)用”(作者賈玉川，第三屆水泥工業(yè)用耐磨材料技術(shù)研討會(huì)論文集)公開(kāi)了一種利用陶瓷材料作為輸送管的內(nèi)襯的研究，其生產(chǎn)工藝為:先制作耐磨陶瓷貼片或管件(材質(zhì)氧化鋯增韌的剛玉一莫來(lái)石材料)，再嵌入管材內(nèi)或板材上。陶瓷貼片或管件之間的縫隙用樹(shù)脂粘合劑充填。然后將經(jīng)過(guò)表面處理的玻璃纖維布浸透環(huán)氧樹(shù)脂膠后(通浸膠槽上膠)，膠布含膠量40%左右，纏繞在耐磨陶瓷貼片或管件的外面，至一定厚度。為了增強(qiáng)與增韌，可以在纏繞某一厚度浸膠的玻璃纖維布后纏繞一圈鋼網(wǎng)，而后再纏繞浸膠的玻璃纖維布至一定厚度。繞畢采用氣囊進(jìn)行加壓后在纏繞機(jī)上繼續(xù)加熱，溫度80°C左右。待樹(shù)脂初步固化后，自纏繞機(jī)上取下，室溫放至24 h左右，然后放進(jìn)熱處理裝置內(nèi)，進(jìn)行后期加熱固化處理，固化溫度100~150°C，固化時(shí)間2 h，冷卻后按批量取樣檢驗(yàn)合格后入庫(kù)。使用時(shí)直接將耐磨陶瓷貼片或管件嵌入到管內(nèi)和板材上即可。
[0004]這種嵌入有耐磨陶瓷貼片耐磨材料的管材或板材，可以有效提高管材或板材的表面耐磨性，但制作這種管材或板材的作業(yè)方法相當(dāng)復(fù)雜，而且所形成的耐磨陶瓷貼片或管件表面光潔度不高，因此阻尼比較大，對(duì)于那些希望阻尼小的場(chǎng)所是不適用的，因此如何既能有效改變管材或板材的表面性能，提高管材或板材的耐磨性和使用壽命，又不至于增加管材或板材內(nèi)表面的阻尼，是值得進(jìn)一步研究的課題。
[0005]通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)專(zhuān)利文獻(xiàn)檢索，沒(méi)有找到有關(guān)的無(wú)機(jī)材料陶瓷微珠作為填料的對(duì)高分子材料進(jìn)行增硬提高耐磨性的相關(guān)文獻(xiàn)。只是找到一個(gè)與本發(fā)明相關(guān)的，專(zhuān)利號(hào)為CN20051002255.7，名稱(chēng)為“超高分子量聚乙烯管材與鋼管的復(fù)合工藝”的發(fā)明專(zhuān)利，該專(zhuān)利公開(kāi)了一種能將超高分子量聚乙烯管材與鋼管復(fù)合的加工工藝，其特點(diǎn)是:主要包括以下步驟:首先選用其外徑比所選用的鋼管的內(nèi)徑大2 %~5 %的超高分子量聚乙烯管材，然后使超高分子量聚乙烯管材通過(guò)縮徑機(jī)縮徑，使其外徑比鋼管的內(nèi)徑略小些，在牽引機(jī)的作用下，超高分子量聚乙烯管材通過(guò)定徑導(dǎo)向套而進(jìn)入到鋼管中；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，因超高分子量聚乙烯管材具有記憶功能，超高分子量聚乙烯管材就會(huì)和鋼管緊密地復(fù)合在一起。但該專(zhuān)利明顯沒(méi)有提到如何改進(jìn)高分子材料套管耐磨材料的問(wèn)題，所以前述的管材或板材耐磨材料不耐磨的問(wèn)題仍然存在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有高分子材料不能抵抗硬顆粒擦傷性磨損的缺陷。其發(fā)明主要內(nèi)容是提出一種利用高硬度無(wú)機(jī)材料微珠在高分子材料混煉中就按一定比例加入，再將混有高硬度無(wú)機(jī)材料微珠的高分子復(fù)合材料制成母粒，然后根據(jù)用途不同壓注、模壓或注塑方式制成管材或板材固體材料，形成一種具有高硬度無(wú)機(jī)材料微珠的與高分子材料復(fù)合形成的光滑耐磨表面的高分子復(fù)合固體耐磨材料；使用時(shí)可以嵌入管材或板材內(nèi)壁，或直接做成復(fù)合耐磨 管材或板材。由于高硬度無(wú)機(jī)材料微珠以球狀均勻分布在高分子材料中，在高分子材料與硬顆粒狀物料接觸時(shí)起到阻擋和抗磨損作用，從而大幅度提高高分子耐磨材料的耐磨性。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所提出的技術(shù)實(shí)施方案是:一種陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合固體耐磨材料，所述的復(fù)合固體耐磨材料由高硬度無(wú)機(jī)材料微珠與高分子材料混合形成的材料制作成；其中，高硬度無(wú)機(jī)材料微珠為球徑在Φ0.1 mm— Φ 5 mm之間的圓球形微珠；高硬度無(wú)機(jī)材料微珠在總個(gè)材料中所占的體積比為10%-55.5%之間，高硬度無(wú)機(jī)材料微珠在高分子材料混煉中加入，由高分子材料包裹球形高硬度無(wú)機(jī)材料微珠形成高硬度無(wú)機(jī)材料微珠與高分子材料的復(fù)合固體耐磨材料。
[0008]進(jìn)一步地，所述的高硬度無(wú)機(jī)材料微珠為陶瓷微珠，包括氧化鋯陶瓷微珠、硅酸鋯陶瓷微珠、氧化鋁陶瓷微珠和氮化硅陶瓷微珠；陶瓷微珠采用擦粒、凝膠或滾動(dòng)成型，并經(jīng)燒制而成陶瓷微珠，或采用熔融后滴定出類(lèi)球陶瓷微珠。
[0009]進(jìn)一步地，所述的高分子材料為高分子聚合物，制作復(fù)合材料時(shí)根據(jù)高分子材料的不同性能以及使用工況的不同將已制備好的高硬度無(wú)機(jī)材料微珠與其他填料一同與高分子材料混煉，制成顆粒均勻且有較好流動(dòng)性的顆粒配方料后，再根據(jù)管材或板材的要求制作出與管材或板材內(nèi)徑相配的固體耐磨材料。所述高分子聚合物是以乙烯或丙烯類(lèi)樹(shù)脂為主體的高分子聚合物。
[0010]進(jìn)一步地，所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料是通過(guò)注塑、模壓或壓鑄的方法制作出型材，再與管材或板材內(nèi)壁復(fù)合在一起的；或通過(guò)注塑、模壓或壓鑄的方法直接做成耐磨管或板材產(chǎn)品；當(dāng)然也可以將陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合的耐磨材料直接通過(guò)熔融方法與管材內(nèi)壁或板材表面復(fù)合在一起。
[0011]進(jìn)一步地，所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料是通過(guò)先按照管材或板材內(nèi)徑大小制作出陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合的耐磨材料耐磨管或板材，再將陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合的耐磨材料耐磨管或板材嵌入到管材內(nèi)壁或板材表面，與管材或板材內(nèi)壁或
表面復(fù)合在一起。
[0012]一種陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料的制備方法，先制作出高硬度無(wú)機(jī)材料微珠，再在高分子材料混煉到一半的時(shí)后將高硬度無(wú)機(jī)材料微珠加入，再進(jìn)行密煉，密煉之后將混合料投入造粒機(jī)進(jìn)行造粒，造粒后將粒料儲(chǔ)備起來(lái)備用；需要制作固體耐磨材料時(shí)將粒料投入進(jìn)行二次混料，再進(jìn)行二次密煉，密煉后通過(guò)注塑、擠出或模壓制成所需形狀的固體耐磨材料。
[0013]進(jìn)一步地，所述的固體耐磨材料嵌入到管材或板材的內(nèi)壁，形成帶有高硬度無(wú)機(jī)材料微珠的高分子耐磨管材或板材耐磨材料的復(fù)合管材或板材；或者在需要制作耐磨材料時(shí)直接在管材內(nèi)腔或板材表面設(shè)置一個(gè)模具，將粒料倒入模具中，然后對(duì)模具或管材或板材進(jìn)行加熱，通過(guò)熔融法將在管材內(nèi)壁或板材表面的粒料融化，并與管材內(nèi)壁或板材表面緊密貼合在一起，在管材內(nèi)壁或板材表面制作出一層陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合的固體耐磨材料。
[0014]一種陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料的使用方法，陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料用于泥漿粉體或顆粒物管道輸送的管材或輸送帶中，用于制作形成泥漿粉體或顆粒物輸送管材或輸送 帶的復(fù)合固體耐磨材料內(nèi)襯。
[0015]進(jìn)一步地，所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料是預(yù)先將陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合在一起通過(guò)注塑、模壓或壓鑄的方法制作出陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨內(nèi)襯管，再將做好的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨內(nèi)襯管嵌入泥漿輸送管材內(nèi)壁，與泥漿輸送管材內(nèi)壁復(fù)合在一起。
[0016]進(jìn)一步地，所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料是通過(guò)熔融法復(fù)合到泥漿輸送管材或板材內(nèi)壁上的；在泥漿輸送管材內(nèi)壁空腔內(nèi)設(shè)置熔融模具，再將粒料倒入模具與管材之間的空腔內(nèi)，然后對(duì)模具或管材進(jìn)行加熱，使得粒料在管材內(nèi)的空腔融化，并與管材內(nèi)壁粘接在一起形成一層復(fù)合耐磨材料內(nèi)襯。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:將球形的高硬度無(wú)機(jī)材料微珠與高分子材料一起混煉成型，使得高硬度無(wú)機(jī)材料微珠能過(guò)均勻地與高分子材料粘合在一起，可以在高分子材料里面形成均布有耐磨材料，并由這些耐磨材料形成耐磨層面，而且這些耐磨層面是高硬度無(wú)機(jī)材料微珠以球形的形式嵌入到高分子材料中所構(gòu)成的，在壓力作用下管內(nèi)流體在高分子材料表面產(chǎn)生摩擦，較硬的顆粒對(duì)高分子材料產(chǎn)生擦傷，由于高硬度無(wú)機(jī)材料微珠材料的介入，當(dāng)高分子材料基體被磨損后，高硬度無(wú)機(jī)材料微珠的球形表面將突現(xiàn)出來(lái)。大于微珠介質(zhì)顆粒間隙尺寸的運(yùn)動(dòng)顆粒將不能對(duì)高分子材料基體產(chǎn)生磨損，而小于微珠間隙的介質(zhì)顆粒在突出微珠的阻礙下運(yùn)動(dòng)速度降或成殘存在介質(zhì)間隙形成保護(hù)層。在上述兩種原理的作用下高分子材料用于硬質(zhì)顆粒介質(zhì)輸送或接觸工況中壽命大幅增高。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0018]圖1為本發(fā)明的制備工藝流程圖；
圖2為本發(fā)明的工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]實(shí)施例一:
先采用擦粒、凝膠或滾動(dòng)成型，并經(jīng)燒制而成陶瓷微珠，或采用熔融后滴定出類(lèi)球陶瓷微珠；然后在常規(guī)聚乙烯(PE)材料中充填體積比值為28%的硅酸鋯陶瓷微珠，微珠球徑為Φ0.1 mm— φ 0.15 mm,按照附圖1的制作工藝，經(jīng)二次混料和密煉，并在第二次混料前加入硅酸鋯陶瓷微珠，再經(jīng)過(guò)混料和密煉，通過(guò)造粒機(jī)制出母粒料，再通過(guò)擠出機(jī)或注塑機(jī)擠出成Φ60 mm— φ 150 mm含有硅酸鋯陶瓷微珠3的耐磨材料管材1，再將耐磨材料管材I嵌入混凝土漿料輸送管2內(nèi)壁，形成一層帶有硅酸鋯陶瓷微珠3與高分子材料復(fù)合層的混凝土漿料復(fù)合輸送管(如附圖1所示)。將這種混凝土漿料復(fù)合輸送管用于混凝土漿料輸送，可以有效避免泥漿中的硬質(zhì)顆粒4將輸送管內(nèi)襯劃傷，其壽命較鋼管提高12倍，比傳統(tǒng)低溫陶瓷耐磨材料復(fù)合管高I倍以上，而成本降低I倍以上。
[0021]實(shí)施例二:
先采用擦粒、凝膠或滾動(dòng)成型，并經(jīng)燒制而成陶瓷微珠，或采用熔融后滴定出類(lèi)球陶瓷微珠；然后在常規(guī)的聚四氟乙烯(PTFE)按體積比充填25%的氧化鋯陶瓷微珠。氧化鋯陶瓷微珠的粒徑為Φ0.5 mm — φ 1.0 mm之間。按照附圖1的制作工藝，經(jīng)過(guò)二次混煉和二次密煉之后采用制成母粒料；再在混凝土漿料輸送管內(nèi)壁按照所確定的耐磨材料壁厚設(shè)置一個(gè)圓形模具，將母粒料灌注到混凝土漿料輸送管內(nèi)壁與圓形模具之間灌注所制成的制成母粒料，并保證所加注的母粒料能夠滿足形成耐磨材料厚度的要求，再對(duì)混凝土漿料輸送管加溫，使得母粒料在混凝土漿料輸送管內(nèi)壁與圓形模具之間的空間內(nèi)液化，再轉(zhuǎn)動(dòng)混凝土漿料輸送管和圓形模具，通過(guò)離心力使得液化的母粒料貼緊混凝土漿料輸送管內(nèi)壁，再逐步降溫使得含有氧化鋯陶瓷微珠的高分子耐磨材料逐步冷卻，復(fù)合在混凝土漿料輸送管內(nèi)壁上；由于通過(guò)熔融法制作耐磨材料內(nèi)襯，可以有效保證耐磨材料與管內(nèi)壁的結(jié)合致密，沒(méi)有間隙，所以用于混凝土漿料輸送中，其壽命較鋼管提高14倍，比傳統(tǒng)低溫陶瓷耐磨材料復(fù)合管高1.5倍以上，而成本降低I倍以上。
[0022]實(shí)施例三:
先采用擦粒、凝膠或滾動(dòng)成型，并經(jīng)燒制而成陶瓷微珠，或采用熔融后滴定出類(lèi)球陶瓷微珠；然后在常規(guī)的聚四氟乙烯(PTFE)按體積比充填22%的氧化鋁陶瓷微珠。氧化鋁陶瓷微珠的粒徑為Φ2ΙΜ — Φ3ιμ之間。采用壓模工藝制作出標(biāo)準(zhǔn)板材，用于鋼廠焦炭的輸送帶或管，其壽命比傳統(tǒng)的堆焊硬質(zhì)材料制作的輸送帶或管高3倍，成本降低2倍。
[0023]實(shí)施例四:
先采用擦粒、凝膠或滾動(dòng)成型，并經(jīng)燒制而成陶瓷微珠，或采用熔融后滴定出類(lèi)球陶瓷微珠；然后在常規(guī)的聚丙烯(PP)按體積比值加入33.5%的氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷微珠，微珠粒徑為Φ0.3 mm— φθ.4 mm,經(jīng)過(guò)二次混煉和二次密煉之后制成母粒料，將母粒料壓注成標(biāo)準(zhǔn)管材，襯于發(fā)電廠粉煤車(chē)輸送管道中。其使用壽命提高兩倍以上，成本大幅度降低，與傳統(tǒng)的襯氧化鋁瓷片相比，安裝更方便，不易剝落。[0024]通過(guò)上述實(shí)施可以清楚看出，本發(fā)明涉及一種陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合固體耐磨材料，所述的復(fù)合固體耐磨材料由高硬度無(wú)機(jī)材料微珠與高分子材料混合形成的材料制作成；其中，高硬度無(wú)機(jī)材料微珠為球徑在Φ0.1 mm— φ 5 mm之間的圓球形微珠；高硬度無(wú)機(jī)材料微珠在總個(gè)材料中所占的體積比為10%-55.5%之間，高硬度無(wú)機(jī)材料微珠在高分子材料混煉中加入，由高分子材料包裹球形高硬度無(wú)機(jī)材料微珠形成高硬度無(wú)機(jī)材料微珠與高分子材料的復(fù)合固體耐磨材料。
[0025]進(jìn)一步地，所述的高硬度無(wú)機(jī)材料微珠為陶瓷微珠，包括氧化鋯系列陶瓷微珠、硅酸鋯系列陶瓷微珠、氧化鋁系列陶瓷微珠和氮化硅系列陶瓷微珠；陶瓷微珠采用擦粒、凝膠或滾動(dòng)成型，并經(jīng)燒制而成陶瓷微珠，或采用熔融后滴定出類(lèi)球陶瓷微珠。
[0026]進(jìn)一步地，所述的高分子材料為高分子聚合物，制作復(fù)合材料時(shí)根據(jù)高分子材料的不同性能以及使用工況的不同將已制備好的高硬度無(wú)機(jī)材料微珠與其他填料一同與高分子材料混煉，制成顆粒均勻且有較好流動(dòng)性的顆粒配方料后，再根據(jù)管材或板材的要求制作出與管材或板材內(nèi)徑相配的固體耐磨材料。所述高分子聚合物是以乙烯或丙烯類(lèi)樹(shù)脂為主體的高分子聚合物。
[0027]進(jìn)一步地，所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料是通過(guò)注塑、模壓或壓鑄的方法制作出型材，再與管材或板材內(nèi)壁復(fù)合在一起的；或通過(guò)注塑、模壓或壓鑄的方法直接做成耐磨管或板材產(chǎn)品；當(dāng)然也可以將陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合的耐磨材料直接通過(guò)熔融方法與管材內(nèi)壁或板材表面復(fù)合在一起。
[0028]進(jìn)一步地，所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料是通過(guò)先按照管材或板材內(nèi)徑大小制作出陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合的耐磨材料耐磨管或板材，再將陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合的耐磨材料耐磨管或板材嵌入到管材內(nèi)壁或板材表面，與管材或板材內(nèi)壁或
表面復(fù)合在一起。
[0029]一種陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料的制備方法，先制作出高硬度無(wú)機(jī)材料微珠，再在高分子材料混煉到一半的時(shí)后將高硬度無(wú)機(jī)材料微珠加入，再進(jìn)行密煉，密煉之后將混合料投入造粒機(jī)進(jìn)行造粒，造粒后將粒料儲(chǔ)備起來(lái)備用；需要制作固體耐磨材料時(shí)將粒料投入進(jìn)行二次混料，再進(jìn)行二次密煉，密煉后通過(guò)注塑、擠出或模壓制成所需形狀的固體耐磨材料。
[0030]進(jìn)一步地，所述的固體耐磨材料嵌入到管材或板材的內(nèi)壁，形成帶有高硬度無(wú)機(jī)材料微珠的高分子耐磨管材或板材耐磨材料的復(fù)合管材或板材；或者在需要制作耐磨材料時(shí)直接在管材內(nèi)腔或板材表面設(shè)置一個(gè)模具，將粒料倒入模具中，然后對(duì)模具或管材或板材進(jìn)行加熱，通過(guò)熔融法將在管材內(nèi)壁或板材表面的粒料融化，并與管材內(nèi)壁或板材表面緊密貼合在一起，在管材內(nèi)壁或板材表面制作出一層陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合的固體耐磨材料。
[0031]一種陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料的使用方法，陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料用于泥漿管道輸送的管材中，用于制作形成泥漿輸送管材的復(fù)合固體耐磨材料內(nèi)襯。
[0032]進(jìn)一步地，所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料是預(yù)先將陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合在一起通過(guò)注塑、模壓或壓鑄的方法制作出陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨內(nèi)襯管，再將做好的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨內(nèi)襯管嵌入泥漿輸送管材內(nèi)壁，與泥漿輸送管材內(nèi)壁復(fù)合在一起。
[0033]進(jìn)一步地，所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料是通過(guò)熔融法復(fù)合到泥漿輸送管材或板材內(nèi)壁上的；在泥漿粉體或顆粒物輸送管材內(nèi)壁空腔內(nèi)或輸送帶平板表面設(shè)置熔融模具，再將粒料倒入模具與管材之間的空腔內(nèi)，然后對(duì)模具或管材進(jìn)行加熱，使得粒料在管材內(nèi)的空腔融化，并與管材內(nèi)壁或板材表面粘接在一起形成一層復(fù)合耐磨材料內(nèi)襯。
[0034]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:將球形的高硬度無(wú)機(jī)材料微珠與高分子材料一起混煉成型，使得高硬度無(wú)機(jī)材料微珠能過(guò)均勻地與高分子材料粘合在一起，可以在高分子材料里面形成均布有耐磨材料，并由這些耐磨材料形成耐磨層面，而且這些耐磨層面是高硬度無(wú)機(jī)材料微珠以球形的形式嵌入到高分子材料中所構(gòu)成的，在壓力作用下管內(nèi)流體在高分子材料表面產(chǎn)生摩擦，較硬的顆粒對(duì)高分子材料產(chǎn)生擦傷，由于高硬度無(wú)機(jī)材料微珠材料的介入，當(dāng)高分子材料基體被磨損后，高硬度無(wú)機(jī)材料微珠的球形表面將突現(xiàn)出來(lái)。大于微珠介質(zhì)顆粒間隙尺寸的運(yùn)動(dòng)顆粒將不能對(duì)高分子材料基體產(chǎn)生磨損，而小于微珠間隙的介質(zhì)顆粒在突出微珠的阻礙下運(yùn)動(dòng)速度降或成殘存在介質(zhì)間隙形成保護(hù)層。在上述兩種原理的作用下高分子材料用于 硬質(zhì)顆粒介質(zhì)輸送或接觸工況中壽命大幅增高。
【權(quán)利要求】
1.一種陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合固體耐磨材料，其特征在于:所述的復(fù)合固體耐磨材料由高硬度無(wú)機(jī)材料微珠與高分子材料混合形成的材料制作成；其中，高硬度無(wú)機(jī)材料微珠為球徑在Φ0.1 IM— Φ 5 mm之間的圓球形微珠；高硬度無(wú)機(jī)材料微珠在總個(gè)材料中所占的體積比為10%-55.5%之間，高硬度無(wú)機(jī)材料微珠在高分子材料混煉中加入，由高分子材料包裹球形高硬度無(wú)機(jī)材料微珠形成高硬度無(wú)機(jī)材料微珠與高分子材料的復(fù)合固體耐磨材料。
2.如權(quán)利要求1所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合固體耐磨材料，其特征在于:所述的高硬度無(wú)機(jī)材料微珠為陶瓷微珠，包括氧化鋯陶瓷微珠、硅酸鋯陶瓷微珠、氧化鋁陶瓷微珠和氮化硅陶瓷微珠；高硬度無(wú)機(jī)材料微珠采用擦粒、凝膠或滾動(dòng)成型，并經(jīng)燒制而成陶瓷微珠，或采用熔融后滴定出類(lèi)球陶瓷微珠。
3.如權(quán)利要求1所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合固體耐磨材料，其特征在于:所述的高分子材料為高分子聚合物，制作復(fù)合材料時(shí)根據(jù)高分子材料的不同性能以及使用工況的不同將已制備好的高硬度無(wú)機(jī)材料微珠與其他填料一同與高分子材料混煉，制成顆粒均勻且有較好流動(dòng)性的顆粒配方料后，再根據(jù)管材或板材的要求制作出與管材或板材內(nèi)徑相配的固體耐磨材料。
4.如權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合固體耐磨材料，其特征在于:所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料是通過(guò)注塑、模壓或壓鑄的方法與管材或板材內(nèi)壁復(fù)合在一起的，或通過(guò)注塑、模壓或壓鑄的方法直接做成耐磨管或板材產(chǎn)品；當(dāng)然也可以將陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合的耐磨材料直接通過(guò)熔融方法與管材內(nèi)壁或板材表面復(fù)合在一起。
5.如權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合固體耐磨材料，其特征在于:所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料是通過(guò)先按照管材或板材內(nèi)徑大小制作出陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合的耐磨材料耐磨管或板材，再將陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合的耐磨材料耐磨管或板材嵌入到管材內(nèi)壁或板材表面，與管材或板材內(nèi)壁或表面復(fù)合在一起。
6.—種陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合固體耐磨材料的制備方法，其特征在于:先制作出高硬度無(wú)機(jī)材料微珠，再在高分子材料混煉到一半的時(shí)后將高硬度無(wú)機(jī)材料微珠加入，再進(jìn)行密煉，密煉之后將混合料投入造粒機(jī)進(jìn)行造粒，造粒后將粒料儲(chǔ)備起來(lái)備用；需要制作固體耐磨材料時(shí)將粒料投入進(jìn)行二次混料，再進(jìn)行二次密煉，密煉后通過(guò)注塑、擠出或模壓制成所需形狀的固體耐磨材料。
7.如權(quán)利要求6所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合固體耐磨材料的制備方法，其特征在于:所述的固體耐磨材料嵌入到管材或板材的內(nèi)壁，形成帶有高硬度無(wú)機(jī)材料微珠的高分子耐磨管材或板材耐磨材料的復(fù)合管材或板材；或者在需要制作耐磨材料時(shí)直接在管材內(nèi)腔或板材表面設(shè)置一個(gè)模具，將粒料倒入模具中，然后對(duì)模具或管材或板材進(jìn)行加熱，通過(guò)熔融法將在管材內(nèi)壁或板材表面的粒料融化，并與管材內(nèi)壁或板材表面緊密貼合在一起，在管材內(nèi)壁或板材表面制作出一層陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合的固體耐磨材料。
8.—種權(quán)利要求1所述陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合固體耐磨材料的使用方法，其特征在于:陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料用于泥漿管道輸送的管材中或粉體顆粒物輸送帶狀板材中，用于制作形成泥漿粉體、顆粒物輸送管材板材的復(fù)合固體耐磨材料內(nèi)襯。
9.如權(quán)利要求8所述陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合固體耐磨材料的使用方法，其特征在于:所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料是預(yù)先將陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合在一起通過(guò)注塑、模壓或壓鑄的方法制作出陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨內(nèi)襯管或板材，再將做好的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合固體耐磨內(nèi)襯管或板材嵌入泥衆(zhòng)輸送管材內(nèi)壁或輸送帶狀平板表面，與泥漿輸送管材內(nèi)壁或板材表面輸送帶狀平面表面復(fù)合在一起。
10.如權(quán)利要求8所述陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合固體耐磨材料的使用方法，其特征在于:所述的陶瓷微珠與高分子材料復(fù)合耐磨材料用于是通過(guò)熔融法復(fù)合到泥漿輸送管材或板材內(nèi)壁上的；在泥漿輸送管材內(nèi)壁空腔內(nèi)設(shè)置熔融模具，再將粒料倒入模具與管材之間的空腔內(nèi)，然后對(duì)模具或管材進(jìn)行加熱，使得粒料在管材內(nèi)的空腔融化，并與管材內(nèi)壁粘接在一起形成一層復(fù) 合固體耐磨材料內(nèi)襯。
【文檔編號(hào)】C08K3/22GK104031291SQ201410311536
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】姜桂 申請(qǐng)人:株洲市創(chuàng)銳高強(qiáng)陶瓷有限公司