專利名稱：環(huán)氧樹脂耐磨膠粘涂層和制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂耐磨膠，具體涉及一種環(huán)氧樹脂耐磨膠粘涂層和制備方
法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，人們越來越意識到減少機器設(shè)備、工件的磨損的重要性， 耐磨膠粘涂層在國內(nèi)外都得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。耐磨膠粘涂層是指將熱固性高分子膠粘劑基體和硬質(zhì)耐磨顆粒(增強相)按一定工藝和比例混合，涂敷于清理好的工件表面以獲得所需耐磨性能的一種表面技術(shù)。這種耐磨涂層涂敷工藝簡單，成本低廉，固化收縮小， 可用于零件表面耐腐蝕、耐磨損的預(yù)置涂層及零件腐蝕磨損表面的修復(fù)之外，還廣泛用于修補工件上的各種缺陷如裂紋、劃傷、尺寸超差及鑄造缺陷等。環(huán)氧樹脂基耐磨復(fù)合材料涂層已日益廣泛應(yīng)用于工作在漿體沖蝕磨損工況下的工件(如水輪機葉片、泥漿泵、選礦機部件等)表面，作為耐沖蝕保護涂層，以及用于腐蝕、磨損面的修補.由于它具有良好的耐沖蝕磨損性能，并且涂敷工藝簡單，成本低廉，無熱影響區(qū)及變形等，因而具有廣泛的應(yīng)用前景，而進一步提高這類材料的耐磨性則成為亟待解決的關(guān)鍵問題之一。翟海潮先生在其文章《粘耐磨涂層的研制及其磨損機理分析》一文中詳細(xì)闡述了耐耐磨膠粘涂層的失效形式一、涂層的磨損失效。磨損失效是耐磨膠粘涂層失效的主要形式之一，由于涂層的類型不同，磨損失效機理也各不相同，其中主要是由于強度或剛性不足而造成的變形磨損。二、 涂層的粘接失效，即涂層脫落是耐磨膠粘涂層失效的另一重要形式。在實際應(yīng)用中，保證涂層不發(fā)生脫落是涂層應(yīng)用成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種環(huán)氧樹脂耐磨膠粘涂層和制備方法，通過自制的CTBN改性環(huán)氧樹脂做為增韌劑對環(huán)氧耐磨膠粘涂層進行增韌改性，提高對基材的粘著力，改善涂層與基體間的應(yīng)力狀態(tài)。同時通過添加不同重量份數(shù)和不同粒徑的陶瓷顆粒使得陶瓷顆粒與包覆在其表面的膠體所構(gòu)成的剛性球體可以均勻的填充在大顆粒之間的空隙中，使得顆粒以最密集的方式排列，提高了耐磨涂層膠的強度以及耐磨性，具體技術(shù)如下本發(fā)明環(huán)氧樹脂耐磨膠粘涂層，由A、B兩組分組成，其中A組分由以下中量份的組分組成雙酚A型環(huán)氧樹脂80 100份，增韌劑10 30份，稀釋劑15 30份，纖維3 6份，石英粉15 30份，碳化硅30 50份，氧化鋅5 15份，氣相白炭黑1 10份，陶瓷顆粒200 400份B組分由以下中量份的組分組成混合胺類固化劑80 100份，環(huán)氧促進劑4 10份，硅烷偶聯(lián)劑4 10份，纖維 1 5份，石英粉10 30份，碳化硅20 30份，氧化鋅5 10份，氣相白炭黑1 10份， 陶瓷顆粒200 300份。
所述A、B兩組分的重量比為A B = 4 1上述的雙酚A型環(huán)氧樹脂是E-51環(huán)氧樹脂和E-44環(huán)氧樹脂，其中E_51環(huán)氧樹脂用量為環(huán)氧樹脂總重量的60 100%，E-44環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂用量為環(huán)氧樹脂總重量的 0 40%上述的增韌劑是自制的CTBN改性的環(huán)氧樹脂，環(huán)氧值在0. 2 0. 3mol/100g。上述的稀釋劑是反應(yīng)型環(huán)氧類稀釋劑，包括乙二醇二縮水甘油、丁二醇二縮水甘油醚、正丁基縮水甘油醚中的一種。上述的混合胺類固化劑是芳香胺固化劑、脂肪胺固化劑、脂環(huán)胺固化劑中兩種或者三種固化劑的混合物。上述的陶瓷顆粒在A組分中的粒徑是Imm 2mm，在B組分中的粒徑是0. 5mm Imm上述的環(huán)氧固化促進劑是DMP-30環(huán)氧固化促進劑。上述的硅烷偶聯(lián)劑是KH-550偶聯(lián)劑。制備上述一種環(huán)氧樹脂耐磨膠粘涂層的方法，具體步驟如下制備A組分步驟為(1)將所述石英粉、碳化硅、氧化鋅和氣相白炭黑預(yù)先先在干燥機上于120°C干燥2小時，然后冷至室溫，其中石英粉，碳化硅、氧化鋅過60目篩；(2)所述雙酚A型E-51環(huán)氧樹脂、雙酚A型E-44環(huán)氧樹脂、增韌劑預(yù)先在60°C下預(yù)熱5h ； (3)在常溫情況下首先按比例先加入雙酚A型E-51環(huán)氧樹脂、雙酚A型E-44環(huán)氧樹脂、增韌劑、稀釋劑于分散釜中，攪拌大約15min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (4)然后按比例加入纖維，攪拌大約lOmin，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (5)然后按比例加入石英粉， 碳化硅、氧化鋅，攪拌大約20min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (6)然后按比例加入陶瓷顆粒，攪拌大約15min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (7)然后按比例先加入氣相白炭黑，攪拌大約8min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (8)清理攪拌齒和釜壁，繼續(xù)攪拌大約5min后出料灌裝。制備B組分步驟為(1)石英粉，碳化硅、氧化鋅、氣相白炭黑預(yù)先在干燥機上于 120°C干燥2小時，然后冷至室溫，其中石英粉，碳化硅、氧化鋅過60目篩；(2)在常溫情況下首先按比例加入混合胺類固化劑、環(huán)氧促進劑、硅烷偶聯(lián)劑于分散釜中攪拌大約15min， 保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (3)然后按比例先加入纖維攪拌大約lOmin，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (4)然后按比例加入石英粉，碳化硅、氧化鋅，攪拌大約20min， 保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (5)然后按比例加入陶瓷顆粒，攪拌大約15min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (6)然后按比例先加入氣相白炭黑，攪拌大約8min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (7)清理攪拌齒和釜壁，繼續(xù)攪拌大約5min后出料灌裝。本發(fā)明提供的環(huán)氧樹脂耐磨膠粘涂層具有很強的耐沖蝕磨損性能，同時在耐溫性、韌性以及耐腐蝕性方面都有很大提高；在施工方面有很強的操作性，觸變性優(yōu)良，可涂抹立面不流淌；操作時間長，可適用于大面涂敷，室溫固化24h后被涂敷工件即可投入運行。
具體實施例方式
下面通過實施例進一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案。
實施例1A組分 由以下重量份的組分組成雙酚A型E-51環(huán)氧樹脂60份，雙酚A型E-44環(huán)氧樹脂40份，增韌劑30份，稀釋劑30份，纖維6份，石英粉30份，碳化硅50份，氧化鋅15份，氣相白炭黑10份，陶瓷顆粒 400 份。B組分由以下重量份的組分組成混合胺類固化劑100份，環(huán)氧促進劑10份，硅烷偶聯(lián)劑10份，纖維5份，石英粉30 份，碳化硅30份，氧化鋅10份，氣相白炭黑10份，陶瓷顆粒300份。實施例2A組分由以下重量份的組分組成雙酚A型E-51環(huán)氧樹脂100份，增韌劑10份，稀釋劑15份，纖維3份，石英粉15 份，碳化硅30份，氧化鋅5份，氣相白炭黑1份，陶瓷顆粒200份。B組分由以下重量份的組分組成 混合胺類固化劑80份，環(huán)氧促進劑5份，硅烷偶聯(lián)劑5份，纖維1份，石英粉10份， 碳化硅20份，氧化鋅5份，氣相白炭黑1份，陶瓷顆粒200份。實施例3A組分由以下重量份的組分組成雙酚A型E-51環(huán)氧樹脂60份，雙酚A型E_44環(huán)氧樹脂20份，增韌劑15份，稀釋劑20份，纖維4份，石英粉20份，碳化硅40份，氧化鋅10份，氣相白炭黑5份，陶瓷顆粒 300份B組分由以下重量份的組分組成混合胺類固化劑90份，環(huán)氧促進劑4份，硅烷偶聯(lián)劑4份，纖維2份，石英粉20份， 碳化硅20份，氧化鋅5份，氣相白炭黑5份，陶瓷顆粒250份。實施例4A組分由以下重量份的組分組成雙酚A型E-51環(huán)氧樹脂80份，增韌劑10份，稀釋劑15份，纖維3份，石英粉15， 碳化硅30份，氧化鋅5份，氣相白炭黑1份，陶瓷顆粒200份。B組分由以下重量份的組分組成 混合胺類固化劑80份，環(huán)氧促進劑3份，硅烷偶聯(lián)劑3份，纖維2份，石英粉20份， 碳化硅20份，氧化鋅6份，氣相白炭黑4份，陶瓷顆粒200份。實施例5A組分由以下重量份的組分組成雙酚A型E-51環(huán)氧樹脂80份，雙酚A型E_44環(huán)氧樹脂20份，增韌劑15份，稀釋劑110份，纖維4份，石英粉25份，碳化硅45份，氧化鋅10份，氣相白炭黑6份，陶瓷顆粒 250份B組分由以下重量份的組分組成混合胺類固化劑90份，環(huán)氧促進劑6份，硅烷偶聯(lián)劑6份，纖維2份，石英粉25份， 碳化硅25份，氧化鋅6份，氣相白炭黑6份，陶瓷顆粒300份。上述實施例中具體生產(chǎn)工藝均按照以下工藝制得
A組分生產(chǎn)工藝(1)石英粉，碳化硅、氧化鋅、氣相白炭黑預(yù)先在干燥機上于 120°C干燥2小時，然后冷至室溫，其中石英粉，碳化硅、氧化鋅過60目篩；(2)雙酚A型E-51 環(huán)氧樹脂、雙酚A型E-44環(huán)氧樹脂、增韌劑預(yù)先在60°C下預(yù)熱5h ； (3)在常溫情況下首先按上述實施例所述重量份數(shù)先加入雙酚A型E-51環(huán)氧樹脂、雙酚A型E-44環(huán)氧樹脂、增韌劑、稀釋劑于分散釜中，攪拌大約15min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (4)然后按上述實施例所述重量份數(shù)加入纖維，攪拌大約lOmin，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (5)然后按上述實施例所述份數(shù)加入石英粉，碳化硅、氧化鋅，攪拌大約20min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (6)然后按上述實施例所述重量份數(shù)加入陶瓷顆粒，攪拌大約 15min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (7)然后按上述實施例所述重量份數(shù)先加入氣相白炭黑，攪拌大約8min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ；⑶清理攪拌齒和釜壁，繼續(xù)攪拌大約5min后出料灌裝，標(biāo)明品名、批號、生產(chǎn)日期、重量。

B組分生產(chǎn)工藝(1)石英粉，碳化硅、氧化鋅、氣相白炭黑預(yù)先在干燥機上于 120°C干燥2小時，然后冷至室溫，其中石英粉，碳化硅、氧化鋅過60目篩；(2)在常溫情況下首先按上述實施例所述重量份數(shù)加入混合胺類固化劑、環(huán)氧促進劑、硅烷偶聯(lián)劑于分散釜中攪拌大約15min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (3)然后按上述實施例所述重量份數(shù)先加入纖維攪拌大約lOmin，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (4)然后按上述實施例所述重量份數(shù)加入石英粉，碳化硅、氧化鋅，攪拌大約20min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (5)然后按上述實施例所述重量份數(shù)加入陶瓷顆粒，攪拌大約 15min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (6)然后按上述實施例中所述重量份數(shù)先加入氣相白炭黑，攪拌大約8min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (7)清理攪拌齒和釜壁， 繼續(xù)攪拌大約5min后出料灌裝，標(biāo)明品名、批號、生產(chǎn)日期、重量。上述實施例中，石英粉大于400目，碳化硅小于250目，A組分中陶瓷顆粒粒徑在 Imm 2mm，B組分中陶瓷顆粒粒徑在0. 5mm 1mm，陶瓷顆粒在耐磨膠粘涂層中起到堅硬耐磨作用。在實際使用過程中將A、B兩種組份按照重量比A B = 4 1進行混合，混膠大約6-12min后即可涂抹在需要防護的工件表面。這種耐磨膠粘涂層具有很強的耐沖蝕磨損性能，同時在耐溫性、韌性以及耐腐蝕性方面都有很大提高，固化后幾乎無收縮，可以任意成形；在施工方面有很強的操作性，觸變性優(yōu)良，可涂抹立面不流淌；操作時間長，可適用于大面涂敷，室溫固化24h后被涂敷工件即可投入運行。以實施例1 5的耐磨膠粘涂層測試其性能如下表所示
權(quán)利要求
1.一種環(huán)氧樹脂耐磨膠粘涂層，由A、B兩組分組成，其中，A組分由以下重量份的組分組成雙酚A型環(huán)氧樹脂80 100份，增韌劑10 30份，稀釋劑15 30份，纖維3 6份， 石英粉15 30份，碳化硅30 50份，氧化鋅5 15份，氣相白炭黑1 10份，陶瓷顆粒 200 400份B組分由以下重量份的組分組成混合胺類固化劑80 100份，環(huán)氧促進劑4 10份，硅烷偶聯(lián)劑4 10份，纖維1 5份，石英粉10 30份，碳化硅20 30份，氧化鋅5 10份，氣相白炭黑1 10份，陶瓷顆粒200 300份。所述A、B兩組分的重量比為A B = 4 1。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂耐磨膠粘涂層，其特征是所述的雙酚A型環(huán)氧樹脂是 E-51環(huán)氧樹脂和E-44環(huán)氧樹脂，其中E-51環(huán)氧樹脂用量為環(huán)氧樹脂總重量的60 100%， E-44環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂用量為環(huán)氧樹脂總重量的0 40%。
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂耐磨膠粘涂層，其特征是所述的增韌劑是自制的CTBN 改性的環(huán)氧樹脂，環(huán)氧值在0. 2 0. 3mol/100g。
4.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂耐磨膠粘涂層，其特征是所述的稀釋劑是反應(yīng)型環(huán)氧類稀釋劑，包括乙二醇二縮水甘油、丁二醇二縮水甘油醚、正丁基縮水甘油醚中的一種。
5.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂耐磨膠粘涂層，其特征是所述的混合胺類固化劑是芳香胺固化劑、脂肪胺固化劑、脂環(huán)胺固化劑中兩種或者三種固化劑的混合物。
6.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂耐磨膠粘涂層，其特征是所述的陶瓷顆粒在A組分中的粒徑是Imm 2mm，在B組分中的粒徑是0. 5mm 1mm。
7.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂耐磨膠粘涂層，其特征是所述的環(huán)氧固化促進劑是 DMP-30環(huán)氧固化促進劑。
8.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂耐磨膠粘涂層，其特征是所述的硅烷偶聯(lián)劑是KH-550 偶聯(lián)劑。
9.制備權(quán)利要求1所述一種環(huán)氧樹脂耐磨膠粘涂層的方法，具體步驟如下制備A組分步驟為(1)將所述石英粉、碳化硅、氧化鋅和氣相白炭黑預(yù)先先在干燥機上于120°C干燥2小時，然后冷至室溫，其中石英粉，碳化硅、氧化鋅過60目篩；(2)所述雙酚A型E-51環(huán)氧樹脂、雙酚A型E-44環(huán)氧樹脂、增韌劑預(yù)先在60°C下預(yù)熱5h ； (3)在常溫情況下首先按比例先加入雙酚A型E-51環(huán)氧樹脂、雙酚A型E-44環(huán)氧樹脂、增韌劑、稀釋劑于分散釜中，攪拌大約15min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (4)然后按比例加入纖維，攪拌大約lOmin，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (5)然后按比例加入石英粉，碳化硅、氧化鋅，攪拌大約20min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (6)然后按比例加入陶瓷顆粒，攪拌大約15min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (7)然后按比例先加入氣相白炭黑，攪拌大約8min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (8)清理攪拌齒和釜壁，繼續(xù)攪拌大約5min后出料灌裝。制備B組分步驟為(1)石英粉，碳化硅、氧化鋅、氣相白炭黑預(yù)先在干燥機上于120 V 干燥2小時，然后冷至室溫，其中石英粉，碳化硅、氧化鋅過60目篩；(2)在常溫情況下首先按比例加入混合胺類固化劑、環(huán)氧促進劑、硅烷偶聯(lián)劑于分散釜中攪拌大約15min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (3)然后按比例 先加入纖維攪拌大約lOmin，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (4)然后按比例加入石英粉，碳化硅、氧化鋅，攪拌大約20min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (5)然后按比例加入陶瓷顆粒，攪拌大約15min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (6)然后按比例先加入氣相白炭黑，攪拌大約8min，保持真空度為-0. 090 -0. 095MPa ； (7)清理攪拌齒和釜壁，繼續(xù)攪拌大約5min后出料灌裝。
全文摘要
本發(fā)明公開一種環(huán)氧樹脂耐磨膠粘涂層和制備方法，由A、B兩組分組成，A組分由以下中量份的組分組成雙酚A型環(huán)氧樹脂80～100份，增韌劑10～30份，稀釋劑15～30份，纖維3～6份，石英粉15～30份，碳化硅30～50份，氧化鋅5～15份，氣相白炭黑1～10份，陶瓷顆粒200～400份；B組分由以下中量份的組分組成混合胺類固化劑80～100份，環(huán)氧促進劑4～10份，硅烷偶聯(lián)劑4～10份，纖維1～5份，石英粉10～30份，碳化硅20～30份，氧化鋅5～10份，氣相白炭黑1～10份，陶瓷顆粒200～300份。所述A、B兩組分的重量比為A∶B＝4∶1。
文檔編號C09D7/12GK102220068SQ20111015166
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者包哈森, 李印柏, 林新松, 王兵, 翟海潮 申請人:北京天山新材料技術(shù)股份有限公司