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水泵节能防护复合涂层胶粘剂 陆企亭黄茂松史以洪 上海康达化工有限公司 上海市浦东新区川沙路3842号201201 摘要本文研制了应用于水泵节能防护的聚氨酯／环氧复合涂层，涂层具有优良的物理性能和抗磨蚀性能：拉伸强度≥30MPa，断裂伸长率≥400％，抗撕裂强度≥400KN／m，回弹率≥25％，与金属的粘接强度≥35MPa，抗磨损和抗磨蚀性能分别为不锈钢的4．19倍和2．18倍。经过大型水泵的实际应用试验表明：复舍涤层使用2年后完好无损，对水泵过流件起到防护作用，延长水泵的使用寿命，并有明显的节能效果，旧泵节能3—8％。 关键词水泵节能防护复合涂层胶粘剂 前言 水泵作为通用性机械设备而广泛地应用于圉民经济的各个领域，据估计全国有数十万台泵在各行各业中使用。由于锈蚀、腐蚀、磨蚀和空蚀等破坏作用，使泵壳和泵轮表面变得凸凹不平，摩阻系数逐渐增加，泵效率下降，电耗增加，泵的使用寿命缩短。利用有机高分子材料对水泵流道表面进行涂层保护处理，从而提高其抗锈蚀、腐蚀、磨蚀和空蚀的能力，降低摩阻系数，达到增加水泵使用寿命和节能的目的，是世界各国研究了几十年的热点。英国的Belzona公司和澳大利亚的Corrocoat公司是国外该领域技术领先的代表，其节能效率达7％。国内也有几个单位在从事这项研究，但节能效率和使用寿命均不够理想，未能达到实用要求。 本文成功开发了一种由环氧底胶和聚氨酯面胶组成的非金属保护涂层，该涂层与金属基材的附着力好，并有良好的耐水性和耐磨蚀性能，可在常温施工。实际应用试验结果表明，涂层的使用寿命超过两年，旧泵可节能3～8％。 1 实验部分 1．1主要原料 E一44和E一20环氧树脂、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、滑石粉、二氧化硅、水泥、聚酰胺650、聚醚型多元醇、聚酯多元醇、TDI、MDI、自制改性芳胺、DMP一30等。 1．2环氧底胶的配制 甲组分：环氧树脂E一44、E一20、活性稀释剂、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、水泥、滑石粉、白炭黑等在一定条件下混合均匀。 乙组分：聚酰胺650、改性芳胺、DMP一30等在一定条件下混合均匀。 1．3聚氨酯面胶的配制 甲组份：将聚醚多元醇和芳香烃聚酯多元醇加入反应釜中充分搅拌混合，在110～130℃温度，高真空度下抽空2～3小时，加配方量的TDI，于80一90℃反应阿个小时获得预聚体。 乙组份：多种醇类扩链剂充分搅拌混合。 1．4测试样品的制备 1．4．1环氧底胶粘接强度制样 将底胶的甲、乙两组分按配方比混合均匀，然后涂刷到经预先经过物理与化学处理的底基上，并将试件粘接，于一定温度下固化12小时左右待测。 1，4．2复合涂层粘接强度制样 将底胶的甲、乙两组分按配方比混合均匀，然后涂刷到经预先经过物理与化学处理的底基上，待底胶表干后，再将配方比混合均匀的面胶涂刷到底胶上并将试件粘接，于一定温度下固化12小时左右待测。 1．4．3聚氨酯胶片制样 将聚氨酯面胶的甲、乙两组分按配方比混合均匀并进行真空脱泡，浇注到2mm厚的模具中室温固化16个小时后进行脱模，于一定温度固化24小时后，用国家标准试件切片待测。 1，5测试方法 拉伸应力应变性能测试参照GB／T528—1998测试，抗撕裂强度参照GB／T529—1999硫化橡胶撕裂强度的测定测试，硬度参照GB／T531—1999橡胶袖珍硬度计压人硬度试验方法测试，耐水性是通过测试静水浸泡试片的剥离强度保持率来表征，转盘试验是在全国水机磨蚀试验研究中心设计的旋转圆盘水力磨蚀试验装置上进行的，在泥沙含量12～16kg／m3相对圆周流速48．35m／s情况下测试磨损与磨蚀程度。 2结果与讨论 2．1 底胶品种选择试验 环氧胶与金属有优异的粘接力及环氧胶结构中有较多的活性基团如一OH、-NH一等容易与其它材料结合，使它成为水泵复合涂层底胶的首选材料。 由表1可知，环氧(1)、环氧(2)、环氧(3)、环氧(4)与金属底基问的粘结强度都比较高，均大于35MPa。实际应用对胶的耐水性有一定的要求，因此须通过耐水性试验来优选配方。(见2．3、2．4、2．5) 2．2面胶品种选择试验 聚氨酯弹性体的性能与其它弹性材料相比具有相当大的优势，特别是它的耐磨性和易加工性出色，使它成为复合保护涂层面胶的首选材料。 表2数据表明，PU95力学性能要明显好于PU21 1，本文选择PU95为面胶。 2．3复合涂层粘结试验 我们的复合涂层由底胶和面胶组成，面胶是聚氨酯弹性体，底胶是环氧胶，为了提高复合面上的粘接强度，环氧胶配方中我们有意识地采用一些含极性基团增加环氧胶与聚氨酯胶的反应能力。而一般极性基团都有一定的亲水性，会使环氧胶的耐水性下降，因此在配方调整时既要考虑复合面的粘接强度，又要充分考虑材料的耐水性，才能顺利通过水泵过流部件工况条件的考验。 从表3可以看出，环氧(1)一PU95、环氧(