碳化硅陶瓷顆粒與環氧改性膠混合制作耐磨顆粒膠

為了發揮環氧樹脂和碳化硅陶瓷的各自優點,將它們通過復合形成金屬表面復合材料,是低應力磨損條件下耐磨材料的一個發展方向,目前已被廣泛應用于金屬材料表面的抗漿體沖蝕磨損膠粘層上。但環氧樹脂固化產物變形能力差,脆性大,這些缺點限制了其耐磨性和使用性能的進一步提高。為此,我公司在制備具有高粘接強度、一定韌性的改性環氧樹脂,借助紅外圖譜及SEM分析膠體的固化增韌機理,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。通過實驗室自制的射流式沖蝕磨損試驗機,結合力學性能測試,系統研究了基礎粘接劑,偶聯劑,增韌劑加入量,填料顆粒的粒度、含量和級配,沖蝕角度等影響因素對復合材料耐漿體沖蝕磨損性能的影響,分析磨損機制,并最終選定了具有最佳耐沖蝕磨損性的材料配方,得出以下幾點結論：

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

2.改性環氧樹脂粘接強度對復合材料的耐沖蝕磨損性有重大影響：膠體粘接強度高,復合材料耐沖蝕磨損性好。 

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

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,并且級配顆粒填充時要比單一顆粒填充時的磨損率低；SiC的加入量在66%左右時,“陰影效應”、“嚙合效應”和“粘接效應”相互配合最好,試樣的耐磨性最好。

5.復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理不同。低角度時,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,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.本產品最終選擇的配比方法如下：改性環氧膠粘耐磨復合材料的最佳配比(質量比)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,與Q235鋼的相對耐磨性為2.41。

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