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微晶耐磨防腐强力胶及其应用

2020-07-20 16:37:28

微晶耐磨防腐强力胶及其应用

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微晶耐磨防腐强力胶及其应用

  • 微晶耐磨防腐强力胶及其应用

 在工业上使用的传统耐磨材料大都是金属材料,但它们耐腐蚀性能不够理想,在腐蚀和磨损的共同作用下,寿命有限。耐磨胶涂层近年来在国内外得到了广泛应用和发展。耐磨胶涂层是指将胶粘剂基料和硬质耐磨材料或减磨材料按适当比例和规范混合起来,涂敷于清理好的零件表面,以获得所需性能的一种表面技术。粘涂工艺简便,无热影响区和变形,可广泛应用于设备零件耐磨损、耐腐蚀修复和预保护涂层。经过近几年的努力,我们就耐磨防腐强力胶的组成、影响性能的因素、磨损机理进行了系统的研究,并研制出了JN系列微晶耐磨胶。

1耐磨防腐强力胶的组成、类型及影响性能的因素

1.1耐磨防腐强力胶的组成

一般来说,耐磨防腐强力胶由以下四部分原料组成:

1)基料      基料是构成胶粘剂的主要成分,对胶粘剂性能起决定作用。它的作用是把各种材料包容,并牢固地粘着在基体表面形成胶层,基料一般选用热固型树脂和耐磨橡胶。

2)固化剂    它的作用是与基料发生化学反应,形成网状立体聚合物。

3)耐磨骨料   它的作用是抗磨、减摩、增强、耐腐等,骨料一般包括一种或多种具有一定大小的粉末或纤维,如金属粉末、氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等硬质颗粒或纤维(晶须)或石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等减摩材料。

4)辅助材料    包括增韧剂、稀释剂、促进剂、偶联剂、防老剂等,其作用是改善胶层性能,如韧性、抗老化性等以及降低基料黏度、提高胶层质量。

     根据以上四种组份所起作用,可以按照不同的使用条件和性能要求,经过试验,选用合适的材料和配比,配制出满足各要

求的耐磨胶。

1.2微晶耐磨防腐强力胶主要技术参数

耐磨防腐强力胶是采用改性环氧树脂、增韧固化剂及耐磨微晶骨料,能在室温、潮湿、湿热等条件下固化,具有较高的粘接强度、耐冲击、耐磨、耐腐蚀、耐老化等优良性能的一种新型耐磨材料(AB双组份)。

微晶耐磨防腐强力胶主要技术参数

序号

检验项目

检验值

1

抗拉强度

32.3 MPa

2

抗压强度

98.2 MPa

3

磨耗量

0.013g/c

4

耐温

160

5

收缩率(%

 0.2

6

    度(g/cm3

1.82.3

7

冲击韧性

20KJ/c㎡

8

与钢板基层粘接强度

18.5 MPa

9

与铝合金基层粘接强度

12.3 MPa

10

与塑料基层粘接强度

6.5MPa

11

与微晶板材基层粘接强度

17.0 MPa

12

与人造玉基层粘接强度

14.5 MPa

13

与石材基层粘接强度

9.9 MPa

14

与木材基层粘接强度

6.5 MPa

1.3微晶耐磨防腐强力胶的使用方法:
1 表面处理:打磨或喷砂清除被粘物表面的灰尘、油污及锈迹,最后用清洗剂清洗。

2 配胶:按A:B(质量比)=11将两种组分混合均匀。

3 施胶:将调好的涂层胶均匀的涂敷于被防护物表面并达到一定厚度。

4 固化:室温24h完全固化或常温1h+加热至80℃保温2h完全固化。

1.4微晶耐磨防腐强力胶的类型和用途

根据用途的不同,目前使用的耐磨胶可分为以下五大类:

1)滑动类型磨损用耐磨胶

 滑动磨损是零件之间相对滑动摩擦导致其表面金属不断损失称为滑动磨损。

此类耐磨胶可分为两种,一种是添加减摩材料(石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等)降低胶层摩擦系数,主要用于机床导轨、轴承座、轴套、活塞、滑道的修复和预保护。另一种是添加微细硬质粉末的耐磨胶,胶层硬度高,主要用于轴类、孔类零件磨损部位的修复。

   2)冲蚀类磨损用耐磨胶

冲蚀类磨损是材料受到小而松散的流动粒子冲击时表面出现破坏的一类磨损现象,是由多相流动介质冲击材料表面而造成的。增加大粒度硬质颗粒的耐磨胶,可应用于此类微小磨粒冲击造成磨损的场合,胶层耐磨性是一般碳钢的5-10倍,主要应用于含砂量大的场合应用的水利设备修复和预保护,送粉管道、风机、旋风管、选粉机等。

3)气蚀磨损型用耐磨胶

 气蚀磨损是由于流体在与零件作相对高速运动时产生气泡,气泡在破灭瞬间产生极大的冲击力,这种现象反复作用,使机件表面产生疲劳破坏出现麻点,并扩展为泡沫状空穴。如水轮机、水泵机件等。此类耐磨胶选用冲击韧性较好的橡胶类材料。

4)腐蚀磨损型用耐磨胶

 摩擦副对偶表面再相对滑动过程中,表面材料与周围介质发生化学或电化学反应,并伴随机械作用而引起的材料损失现象,称为腐蚀磨损。此类耐磨胶主要填加耐蚀、耐磨微晶材料,主要应用于有介质腐蚀和磨损同时存在的场合,如化工泵过流件修复和预保护。

5)磨料磨损型用耐磨胶

物体表面与硬质颗粒或硬质凸出物(包括硬金属)相互摩擦引起表面材料损失现象称为磨料磨损。此类耐磨胶可填加大颗粒硬质粉末作骨料,主要应用于输料槽、漏斗等磨料磨损工况设备的修复和预保护。

1.5影响耐磨胶性能的因素

纯胶层耐磨性很低,耐磨胶主要靠填加硬质颗粒抗磨或填加减摩材料降低胶层摩擦系数耐磨。影响胶层性能的主要因素有:

1)胶粘剂基料本身强度,包括粘料、固化剂、增韧剂的特性和配比。

2)耐磨填料的耐磨性、纯度、粒度、填加量等。

2  耐磨胶胶层磨损机理分析

2.1耐磨胶胶层的结构形貌

理想的耐磨胶胶层为由胶粘剂硬质粉末或减摩材料形成的多相结构,胶层材料所组成的网状内部充满了硬质材料或减摩材料,各颗粒与胶粘剂基料之间相互镶嵌良好,结构紧密。总之,胶层为三维多相结构,通过物理、化学反应,在基材表面形成牢固的胶层,其中耐磨、减摩材料在胶层中起抗磨或减摩作用,是重要的耐磨相。

2.2 冲蚀磨损工况胶层失效分析

冲蚀磨损胶层的失效,首先是较软的胶层基体被硬的磨料挖掉,然后是凸出的硬质颗粒脱落。造成磨损的原因主要是胶层强度(或刚性)不足造成的变形磨损。

2.3 摩擦磨损工况胶层失效分析

笔者认为,造成摩擦磨损失效的原因主要是粗糙的磨轮凸峰压入胶软的胶层基体,由于胶层韧性不足而造成脆性破坏。

理论试验和实践表明,耐磨胶胶层对于各类磨损失效机理是不同的,但从主要方面来说,笔者认为造成磨损的原因,一种是由于强度(或刚性)不足而造成的变形磨损;另一种是由于胶层韧性不足造成的脆性破坏。

3  提高耐磨胶性能的措施

以上分析表明,造成耐磨胶胶层磨损失效的原因有二:

一是由于强度(或刚性)不足而造成的变形磨损,相应于胶层研究上主要采取增强的办法。具体措施有:在粘料基体中引入苯环或其它一些刚性大的链段;增加聚合物的交联程度;增加极性基团含量,充分利用氢键提高分子间的作用力等;也可以通过加入一些刚玉、石英、金属粉末之类来提高刚性。

二是由于胶层韧性不够造成脆性破坏。在胶层设计中应采取以下相应措施:增加柔性链段的比例;接枝橡胶类柔性支链;引入取代基,降低结晶性等。还可以添加一些专门的增韧剂,如聚硫橡胶、丁 橡胶等,也可以添加短纤维(晶须)。聚合物柔性增加,往往伴随着强度、刚度的下降,因此,研究柔性、弹性与刚性的适当配合仍是耐磨胶研究中的一项重要课题。

以上主要是从改进胶粘剂基料的性能着手来提高胶层性能。提高耐磨性的另一途径,是在胶体中引入较多的耐磨填料。其中填料的种类、大小、形状、级配特性是影响耐磨胶性能的重要因素。胶粘剂对填料的润湿程度、粘接强度是填料是否起到抗磨作用的关键。在一些耐磨填料为主要的抗磨相的胶层中,增加粘接强度更具有意义。而填料本身的耐磨性,填料含量多少对胶层的耐磨性有至关重要的影响。

对于胶层粘接失败改进措施主要从胶粘剂基料本身着手,选择较好的粘料、固化剂、增韧剂,也可以在胶体中加偶联剂或采用偶联剂底层。另外,待粘表面清洁(除油除锈)、适当粗化也是提高胶体与基材结合强度的措施之一。

总之,要获得高性能的耐磨胶,首先要选用强度高、韧性好的胶粘剂基料;其次要选用耐磨或减摩性好且与胶粘剂浸湿性好的填料并控制其添加量和级配。另外,还要强调施工工艺的重要性,表面处理好坏也是胶层应用成败的关键。

4.应用

1)可涂抹在内衬材料的表层,起到复合补强抗冲击的功效,如输料槽和料斗料仓内衬、锥体衬板、输煤管道、过渡弯头、泵壳、磨机内衬、破碎机部件、溜槽、排土机衬板等直接摩擦机件的表面强化,受冲击的过程中吸收能量,承受物料输送系统中高落差的冲击和磨损。

2.应用于表面涂层保护,体现了该复合材料既有耐磨性又有抗冲击韧性的双重优点,即工作层的高耐磨性和基体层的高塑韧性,本品固化后表面光滑,防水防腐,不发生粘附现象,可以应用到同时发生滑动磨损和冲击的部位使用。

5.结论

1)耐磨胶的主要成份是影响胶层性能的主要因素。

2)耐磨胶胶层的磨损失效,主要原因是强度(或刚性)不足而造

成的变形磨损、以及韧性不足而造成的脆性破坏。

3)要获得高性能的耐磨胶,在配方设计中一是要选用强度高、韧性好的胶粘剂基料;二是选用耐磨性好且与胶粘剂浸润好的硬质材料或减摩填料,并控制其加入量和级配。

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