本發(fā)明涉及到流體管道運輸領(lǐng)域的內(nèi)襯材料，具體的說是一種耐磨耐沖刷內(nèi)襯及其制備方法。
背景技術(shù)：
管道是用管子、管子聯(lián)接件和閥門等聯(lián)接成的用于輸送氣體、液體或帶固體顆粒的流體的裝置。通常，流體經(jīng)鼓風(fēng)機、壓縮機、泵和鍋爐等增壓后，從管道的高壓處流向低壓處，也可利用流體自身的壓力或重力輸送。在輸送過程中，管道內(nèi)的流體會對管道的內(nèi)壁造成沖刷和磨損，從而在長時間的使用后會導(dǎo)致管道的磨損等問題。
橡膠是一種有彈性的聚合物，可以從一些植物的樹汁中取得（天然橡膠），也可以是人造的（合成橡膠），由于合成橡膠的種類很多，不同種類的橡膠具備不同的性能，比如說順丁橡膠具有特別優(yōu)異的耐寒性、耐磨性、彈性和耐老化性能，但抗撕裂性能較差、抗?jié)窕阅懿缓?；異戊橡膠與天然橡膠一樣，具有良好的彈性和耐磨性，優(yōu)良的耐熱性和較好的化學(xué)穩(wěn)定性；乙丙橡膠化學(xué)穩(wěn)定性好，耐磨性、彈性、耐油性和丁苯橡膠接近。
但是橡膠所謂的耐磨性好主要是只應(yīng)用于輪胎等工業(yè)產(chǎn)品時的耐磨性，但是當(dāng)橡膠應(yīng)用于其他領(lǐng)域時，其耐磨性就會遠遠達不到要求，比如說將橡膠應(yīng)用于流體運輸?shù)墓艿雷鳛閮?nèi)襯材料以承受一定的沖刷和耐磨力時，其耐磨性就遠遠達不到要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有的橡膠材料在作為需要承受沖刷力的內(nèi)襯材料時耐磨性和防穿刺性不能滿足需要的問題，本發(fā)明提供了一種耐磨耐沖刷內(nèi)襯及其制備方法，采用在橡膠基底表面貼上一層耐磨陶瓷片，將兩者結(jié)合起來作為內(nèi)襯材料，從而克服了一般橡膠內(nèi)襯材料在耐磨、耐沖刷以及耐穿刺性能方面不足的缺陷，使得其能夠被廣泛應(yīng)用于一些輸送粉體、腐蝕性液體、工業(yè)砂漿等管道的內(nèi)襯，或者是耐磨分級旋流器的內(nèi)襯材料。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種耐磨耐沖刷內(nèi)襯，包括橡膠基底和粘貼于橡膠基底上的一層耐磨陶瓷片，所述耐磨陶瓷片由45-50%的鋯英砂、35-40%的白剛玉、3-5%的碳化硅微粉、1-2%的氧化錳、1-2%的氧化鈦、1-2%的碳酸鋇、0.8-1%的單質(zhì)硅微粉、5-10%的外加劑燒制而成，外加劑為煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石按照重量比3:2:1的比例混合后加入到質(zhì)量濃度為25-30%的氫氧化鈉溶液中加熱處理1-2h得到，且每1g煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石的混合物對應(yīng)3-5ml的氫氧化鈉溶液。
上述耐磨耐沖刷內(nèi)襯的制備方法，包括以下步驟：
1）按照所述的比例稱取各物料，備用；
2）制備外加劑
將煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石按照重量比3:2:1的比例混合后加入到質(zhì)量濃度為25-30%的氫氧化鈉溶液中加熱處理1-2h得到外加劑，且每1g煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石的混合物對應(yīng)3-5ml的氫氧化鈉溶液；
3）將稱量好的單質(zhì)硅微粉、氧化錳、氧化鈦、碳酸鋇加入到步驟2）中制備好的外加劑中攪拌均勻，而后再將稱量好的鋯英砂、白剛玉、碳化硅微粉與其拌合后送入模具中燒結(jié)成型，即制得耐磨陶瓷片；
燒結(jié)時，先以3℃/min的升溫速率將溫度升高到240℃預(yù)燒1h，而后再以10℃/min的升溫速率將溫度升高到780℃燒結(jié)3h，最后以15℃/min的升溫速率將溫度升高到1450℃燒結(jié)3h，自然冷卻即完成燒結(jié)；
4）選用市售的橡膠材料做成橡膠基底，然后在其表面粘貼一層步驟3）制得的耐磨陶瓷片即制得產(chǎn)品。
有益效果：本發(fā)明通過在現(xiàn)有的橡膠材料制成的橡膠基底上粘附一層耐磨陶瓷片作為內(nèi)襯材料，從而使其具備很強的耐磨性、耐沖刷性和耐穿刺性，而且也兼具了一定的回彈性和柔韌性，與常規(guī)的金屬內(nèi)襯或無機非金屬材料澆筑的內(nèi)襯相比，具有重量輕和易于安裝、更換的特點；而本發(fā)明的耐磨陶瓷片采用鋯英砂、白剛玉、碳化硅作為主料進行燒結(jié)，其中加入了氧化錳、氧化鈦、碳酸鋇和單質(zhì)硅粉，不僅能夠在燒結(jié)過程中產(chǎn)生液相從而降低燒結(jié)溫度，也能提高燒制成陶瓷片的耐磨強度和硬度，而且在其中加入由煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石與氫氧化鈉經(jīng)過加熱處理形成的外加劑，外加劑在制備時已經(jīng)形成了改性粘土膠體，然后再將其余的原料加入到改性粘土膠體中，不僅使得在成型時陶瓷原料之間結(jié)合緊密，防止在最初燒結(jié)階段產(chǎn)生裂紋的缺陷，而且也能抑制并填充高溫下碳化硅分解所產(chǎn)生的細小裂紋和體積收縮。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步的闡述。
實施例1
一種耐磨耐沖刷內(nèi)襯，包括橡膠基底和粘貼于橡膠基底上的一層耐磨陶瓷片，所述耐磨陶瓷片由50%的鋯英砂、35%的白剛玉、5%的碳化硅微粉、2%的氧化錳、1%的氧化鈦、1%的碳酸鋇、1%的單質(zhì)硅微粉、5%的外加劑燒制而成，外加劑為煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石按照重量比3:2:1的比例混合后加入到質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉溶液中加熱處理1h得到，且每1g煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石的混合物對應(yīng)3ml的氫氧化鈉溶液；
上述耐磨耐沖刷內(nèi)襯的制備方法，包括以下步驟：
1）按照所述的比例稱取各物料，備用；
2）制備外加劑
將煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石按照重量比3:2:1的比例混合后加入到質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉溶液中加熱處理1h得到外加劑，且每1g煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石的混合物對應(yīng)3ml的氫氧化鈉溶液；
3）將稱量好的單質(zhì)硅微粉、氧化錳、氧化鈦、碳酸鋇加入到步驟2）中制備好的外加劑中攪拌均勻，而后再將稱量好的鋯英砂、白剛玉、碳化硅微粉與其拌合后送入模具中燒結(jié)成型，即制得耐磨陶瓷片；
燒結(jié)時，先以3℃/min的升溫速率將溫度升高到240℃預(yù)燒1h，而后再以10℃/min的升溫速率將溫度升高到780℃燒結(jié)3h，最后以15℃/min的升溫速率將溫度升高到1450℃燒結(jié)3h，自然冷卻即完成燒結(jié)；
4）選用市售的橡膠材料做成橡膠基底，然后在其表面粘貼一層步驟3）制得的耐磨陶瓷片即制得產(chǎn)品。
實施例2
一種耐磨耐沖刷內(nèi)襯，包括橡膠基底和粘貼于橡膠基底上的一層耐磨陶瓷片，所述耐磨陶瓷片由45%的鋯英砂、37%的白剛玉、3%的碳化硅微粉、1.5%的氧化錳、1.5%的氧化鈦、1.2%的碳酸鋇、0.8%的單質(zhì)硅微粉、10%的外加劑燒制而成，外加劑為煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石按照重量比3:2:1的比例混合后加入到質(zhì)量濃度為25%的氫氧化鈉溶液中加熱處理2h得到，且每1g煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石的混合物對應(yīng)5ml的氫氧化鈉溶液；
上述耐磨耐沖刷內(nèi)襯的制備方法，包括以下步驟：
1）按照所述的比例稱取各物料，備用；
2）制備外加劑
將煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石按照重量比3:2:1的比例混合后加入到質(zhì)量濃度為25%的氫氧化鈉溶液中加熱處理2h得到外加劑，且每1g煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石的混合物對應(yīng)5ml的氫氧化鈉溶液；
3）將稱量好的單質(zhì)硅微粉、氧化錳、氧化鈦、碳酸鋇加入到步驟2）中制備好的外加劑中攪拌均勻，而后再將稱量好的鋯英砂、白剛玉、碳化硅微粉與其拌合后送入模具中燒結(jié)成型，即制得耐磨陶瓷片；
燒結(jié)時，先以3℃/min的升溫速率將溫度升高到240℃預(yù)燒1h，而后再以10℃/min的升溫速率將溫度升高到780℃燒結(jié)3h，最后以15℃/min的升溫速率將溫度升高到1450℃燒結(jié)3h，自然冷卻即完成燒結(jié)；
4）選用市售的橡膠材料做成橡膠基底，然后在其表面粘貼一層步驟3）制得的耐磨陶瓷片即制得產(chǎn)品。
實施例3
一種耐磨耐沖刷內(nèi)襯，包括橡膠基底和粘貼于橡膠基底上的一層耐磨陶瓷片，所述耐磨陶瓷片由45%的鋯英砂、40%的白剛玉、4%的碳化硅微粉、1%的氧化錳、2%的氧化鈦、2%的碳酸鋇、0.9%的單質(zhì)硅微粉、5.1%的外加劑燒制而成，外加劑為煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石按照重量比3:2:1的比例混合后加入到質(zhì)量濃度為27.5%的氫氧化鈉溶液中加熱處理1.5h得到，且每1g煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石的混合物對應(yīng)4ml的氫氧化鈉溶液；
上述耐磨耐沖刷內(nèi)襯的制備方法，包括以下步驟：
1）按照所述的比例稱取各物料，備用；
2）制備外加劑
將煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石按照重量比3:2:1的比例混合后加入到質(zhì)量濃度為27.5%的氫氧化鈉溶液中加熱處理1.5h得到外加劑，且每1g煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石的混合物對應(yīng)4ml的氫氧化鈉溶液；
3）將稱量好的單質(zhì)硅微粉、氧化錳、氧化鈦、碳酸鋇加入到步驟2）中制備好的外加劑中攪拌均勻，而后再將稱量好的鋯英砂、白剛玉、碳化硅微粉與其拌合后送入模具中燒結(jié)成型，即制得耐磨陶瓷片；
燒結(jié)時，先以3℃/min的升溫速率將溫度升高到240℃預(yù)燒1h，而后再以10℃/min的升溫速率將溫度升高到780℃燒結(jié)3h，最后以15℃/min的升溫速率將溫度升高到1450℃燒結(jié)3h，自然冷卻即完成燒結(jié)；
4）選用市售的橡膠材料做成橡膠基底，然后在其表面粘貼一層步驟3）制得的耐磨陶瓷片即制得產(chǎn)品。
實施例4
一種耐磨耐沖刷內(nèi)襯，包括橡膠基底和粘貼于橡膠基底上的一層耐磨陶瓷片，所述耐磨陶瓷片由47.5%的鋯英砂、38%的白剛玉、3%的碳化硅微粉、1%的氧化錳、1%的氧化鈦、1%的碳酸鋇、1%的單質(zhì)硅微粉、7.5%的外加劑燒制而成，外加劑為煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石按照重量比3:2:1的比例混合后加入到質(zhì)量濃度為27.5%的氫氧化鈉溶液中加熱處理1.5h得到，且每1g煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石的混合物對應(yīng)4ml的氫氧化鈉溶液；
上述耐磨耐沖刷內(nèi)襯的制備方法，包括以下步驟：
1）按照所述的比例稱取各物料，備用；
2）制備外加劑
將煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石按照重量比3:2:1的比例混合后加入到質(zhì)量濃度為27.5%的氫氧化鈉溶液中加熱處理1.5h得到外加劑，且每1g煅燒高嶺土、鋁礬土和蒙脫石的混合物對應(yīng)4ml的氫氧化鈉溶液；
3）將稱量好的單質(zhì)硅微粉、氧化錳、氧化鈦、碳酸鋇加入到步驟2）中制備好的外加劑中攪拌均勻，而后再將稱量好的鋯英砂、白剛玉、碳化硅微粉與其拌合后送入模具中燒結(jié)成型，即制得耐磨陶瓷片；
燒結(jié)時，先以3℃/min的升溫速率將溫度升高到240℃預(yù)燒1h，而后再以10℃/min的升溫速率將溫度升高到780℃燒結(jié)3h，最后以15℃/min的升溫速率將溫度升高到1450℃燒結(jié)3h，自然冷卻即完成燒結(jié)；
4）選用市售的橡膠材料做成橡膠基底，然后在其表面粘貼一層步驟3）制得的耐磨陶瓷片即制得產(chǎn)品。