一种耐热耐磨复合板及其制备方法与流程

本发明涉及复合板技术领域，更具体地说，本发明涉及一种耐热耐磨复合板及其制备方法。

背景技术：

复合板一般分为：金属复合板，木材复合板，彩钢复合板，岩棉复合板等等。复合板具有不同功能的不同材料分层构成的板。例如屋面用的混凝土、泡沫隔热层及表面防水层的三合一板，夹芯板也是复合板的一种。耐磨复合板，即双金属复层耐磨钢板，它是专供大面积磨损工况使用的板材产品，是在普通钢板或耐热钢板、不锈钢板上堆焊形成以体积分数达到50％以上cr7c3碳化物为主的合金耐磨层。耐磨钢板具有高耐磨性、耐冲击、可变形和可焊接等性能，可像钢板一样直接进行卷曲变形、切割和打孔等加工环节，加工成工程部件以满足磨损工矿投入使用。

现有的耐磨复合板，耐热性能不佳，在复合板内部热量分布不均，复合板内部容易产生损伤，缩短使用寿命。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种耐热耐磨复合板及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐热耐磨复合板，包括：基板、耐磨合金板、耐热胶层和耐磨涂层；

进一步的，所述耐热胶层按照重量百分比计算包括：16.0～20.0％的硅硼橡胶、13.0～15.0％的环氧树脂、0.96～1.64％的改性纳米氧化锡锑、0.86～1.74％的改性纳米氮化硼、其余为乙醇；所述耐磨涂层按照重量百分比计算包括：1.25～1.75％的改性碳化硅晶须、0.94～1.36％的改性纳米二硼化钛、16.0～20.0％的环氧树脂、其余为乙醇。

进一步的，所述耐热胶层按照重量百分比计算包括：16.0％的硅硼橡胶、13.0％的环氧树脂、0.96％的改性纳米氧化锡锑、0.86％的改性纳米氮化硼、其余为乙醇；所述耐磨涂层按照重量百分比计算包括：1.25的改性碳化硅晶须、0.94％的改性纳米二硼化钛、16.0％的环氧树脂、其余为乙醇。

进一步的，所述耐热胶层按照重量百分比计算包括：20.0％的硅硼橡胶、15.0％的环氧树脂、1.64％的改性纳米氧化锡锑、1.74％的改性纳米氮化硼、其余为乙醇；所述耐磨涂层按照重量百分比计算包括：1.75％的改性碳化硅晶须、1.36％的改性纳米二硼化钛、20.0％的环氧树脂、其余为乙醇。

进一步的，所述耐热胶层按照重量百分比计算包括：18.0％的硅硼橡胶、14.0％的环氧树脂、1.30％的改性纳米氧化锡锑、1.30％的改性纳米氮化硼、其余为乙醇；所述耐磨涂层按照重量百分比计算包括：1.50％的改性碳化硅晶须、1.15％的改性纳米二硼化钛、18.0％的环氧树脂、其余为乙醇。

进一步的，所述改性纳米氧化锡锑、所述改性纳米氮化硼、所述改性碳化硅晶须和所述改性纳米二硼化钛均分别采用真空等离子清洗机进行表面改性处理。

本发明还提供一种耐热耐磨复合板的制备方法，具体制备步骤如下：

步骤一：调制耐热胶层基料：称取上述百分比含量的硅硼橡胶、环氧树脂、改性纳米氧化锡锑、改性纳米氮化硼和乙醇，然后将硅硼橡胶、环氧树脂、改性纳米氧化锡锑、改性纳米氮化硼依次加入到乙醇中，真空加热到50～60℃，同时进行超声波振荡处理2～3h，得到耐热胶层基料；

步骤二：调制耐磨涂层基料，称取上述百分比含量的改性碳化硅晶须、改性纳米二硼化钛、环氧树脂和乙醇，然后将环氧树脂、改性碳化硅晶须、改性纳米二硼化钛依次加入到乙醇中，真空加热到60～70℃，同时进行超声波振荡处理2～3h，得到耐磨涂层基料；

步骤三：在基板和耐磨合金板之间由内向外喷涂步骤一中制得的耐热胶层基料，构成多个环形耐热胶层，同时在基板和耐磨合金板之间铺设钎料形成多层环形板坯，环形耐热胶层和环形板坯交错布置，然后将基板和耐磨合金板进行钎焊处理，得到复合板；

步骤四：将步骤三中制得的复合板表面进行超声波清洁处理，得到洁净复合板；

步骤五：将步骤二中制得的耐磨涂层基料在步骤四中制得的洁净复合板表面进行真空喷涂处理，得到耐热耐磨复合板。

进一步的，在步骤一和步骤二中超声波振荡处理的同时进行机械搅拌。

进一步的，在步骤三中，每个环形耐热胶层均位于两个环形板坯之间。

进一步的，在步骤一和步骤二中采用间隔式超声波振荡处理，每隔10min超声波振荡处理一次，且每次超声波振荡处理10min。

本发明的技术效果和优点：

1、采用本发明的原料配方所制备出的耐热耐磨复合板，可有效提高耐热耐磨复合板的耐热性能，使得复合板内部热量分布更加均匀，减少复合板内部损伤，延长使用寿命，同时提高复合板的耐磨性能；配方中的改性纳米氧化锡锑具有良好的耐候性和稳定性，超好的隔热性能，可有效提高耐热胶层的耐热性能；改性纳米氮化硼化学性质极其稳定，低热膨胀系数，高温下极好的高导热绝缘材料，热稳定性佳，进一步提高耐热胶层的耐热性能；改性碳化硅晶须具有化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、硬度高，进而提高复合板的耐磨，耐高温，耐腐蚀和耐酸碱性能；改性纳米二硼化钛高熔点、高硬度、耐磨损、抗酸碱、导电性能优良，导热性强，具有极好的化学稳定性和抗热振性能，抗氧化温度高，进一步加强耐磨涂层的耐热和耐磨性能，从而提高复合板的耐热耐磨性能；

2、本发明在制备耐热耐磨复合板的过程中，步骤三中采用胶连和钎焊两种方式配合实现基板和耐磨合金板的连接，可有效加强复合板连接的稳定性，将耐热胶层和钎焊的板坯都设置成环形，多层环形分布，复合板受热之后，热量传递过程中进入环形钎焊处和环形耐热胶之间进行缓冲处理，避免局部热量直接传递到基板，受热更加均匀，可有效减少复合板内部受损，且环形耐热胶层和环形板坯交错布置，使得钎焊耐热传热与耐热胶层的耐热传热交替进行，进一步提高复合板内部热量的均匀性，进一步减少复合板内部受损，在步骤四种对复合板表面进行超声波清洁处理，可有效提高后续耐磨涂层在复合板表面的涂布效果，使得耐磨涂层分布均匀，耐磨涂层表面更加光滑平整，进一步提高复合板的耐磨性能。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明提供了一种耐热耐磨复合板，包括：基板、耐磨合金板、耐热胶层和耐磨涂层；

所述耐热胶层按照重量百分比计算包括：16.0％的硅硼橡胶、13.0％的环氧树脂、0.96％的改性纳米氧化锡锑、0.86％的改性纳米氮化硼、其余为乙醇；所述耐磨涂层按照重量百分比计算包括：1.25的改性碳化硅晶须、0.94％的改性纳米二硼化钛、16.0％的环氧树脂、其余为乙醇；

所述改性纳米氧化锡锑、所述改性纳米氮化硼、所述改性碳化硅晶须和所述改性纳米二硼化钛均分别采用真空等离子清洗机进行表面改性处理；

本发明还提供一种耐热耐磨复合板的制备方法，具体制备步骤如下：

步骤一：调制耐热胶层基料：称取上述百分比含量的硅硼橡胶、环氧树脂、改性纳米氧化锡锑、改性纳米氮化硼和乙醇，然后将硅硼橡胶、环氧树脂、改性纳米氧化锡锑、改性纳米氮化硼依次加入到乙醇中，真空加热到50～60℃，同时进行超声波振荡处理2～3h，得到耐热胶层基料；

步骤二：调制耐磨涂层基料，称取上述百分比含量的改性碳化硅晶须、改性纳米二硼化钛、环氧树脂和乙醇，然后将环氧树脂、改性碳化硅晶须、改性纳米二硼化钛依次加入到乙醇中，真空加热到60～70℃，同时进行超声波振荡处理2～3h，得到耐磨涂层基料；

步骤三：在基板和耐磨合金板之间由内向外喷涂步骤一中制得的耐热胶层基料，构成多个环形耐热胶层，同时在基板和耐磨合金板之间铺设钎料形成多层环形板坯，环形耐热胶层和环形板坯交错布置，然后将基板和耐磨合金板进行钎焊处理，得到复合板；

步骤四：将步骤三中制得的复合板表面进行超声波清洁处理，得到洁净复合板；

步骤五：将步骤二中制得的耐磨涂层基料在步骤四中制得的洁净复合板表面进行真空喷涂处理，得到耐热耐磨复合板。

在步骤一和步骤二中超声波振荡处理的同时进行机械搅拌。

实施例2：

与实施例1不同的是，所述耐热胶层按照重量百分比计算包括：20.0％的硅硼橡胶、15.0％的环氧树脂、1.64％的改性纳米氧化锡锑、1.74％的改性纳米氮化硼、其余为乙醇；所述耐磨涂层按照重量百分比计算包括：1.75％的改性碳化硅晶须、1.36％的改性纳米二硼化钛、20.0％的环氧树脂、其余为乙醇。

实施例3：

与实施例1-2均不同的是，所述耐热胶层按照重量百分比计算包括：18.0％的硅硼橡胶、14.0％的环氧树脂、1.30％的改性纳米氧化锡锑、1.30％的改性纳米氮化硼、其余为乙醇；所述耐磨涂层按照重量百分比计算包括：1.50％的改性碳化硅晶须、1.15％的改性纳米二硼化钛、18.0％的环氧树脂、其余为乙醇。

分别取上述实施例1-3所制得的所制得的耐热耐磨复合板与对照组一的耐磨复合板、对照组二的耐磨复合板、对照组三的耐磨复合板、对照组四的耐磨复合板、对照组五的耐磨复合板、对照组六的耐磨复合板和对照组七的耐磨复合板进行实验，对照组一的耐磨复合板与实施例相比没有耐热胶层和耐磨涂层，对照组二的耐磨复合板与实施例相比无耐热胶层，对照组三的耐磨复合板与实施例相比无耐磨涂层，对照组四的耐磨复合板与实施例相比耐热胶层原料无改性纳米氧化锡锑，对照组五的耐磨复合板与实施例相比无改性纳米氮化硼，对照组六的耐磨复合板与实施例相比无改性碳化硅晶须，对照组七的耐磨复合板与实施例相比无改性纳米二硼化钛，分十组分别测试三个实施例中制备的耐磨复合板以及七个对照组的耐磨复合板，每30个样品为一组，进行测试，测试结果如表一所示：

表一：

由表一可知，当耐热耐磨复合板中耐热胶层按照重量百分比计算包括：18.0％的硅硼橡胶、14.0％的环氧树脂、1.30％的改性纳米氧化锡锑、1.30％的改性纳米氮化硼、其余为乙醇；耐磨涂层按照重量百分比计算包括：1.50％的改性碳化硅晶须、1.15％的改性纳米二硼化钛、18.0％的环氧树脂、其余为乙醇时，可有效提高耐热耐磨复合板的耐热性能，使得复合板内部热量分布更加均匀，减少复合板内部损伤，延长使用寿命，同时提高复合板的耐磨性能；故实施例3为本发明的较佳实施方式，配方中的改性纳米氧化锡锑，纳米氧化锡锑具有良好的耐候性和稳定性，超好的隔热性能，在耐活性、热塑性、耐磨性、分散性、安全性方面具有显著效果，改性后的纳米氧化锡锑各方面性能进一步提高，可有效提高耐热胶层的耐热性能，从而提高复合板的耐热性能；改性纳米氮化硼，纳米氮化硼粉体纯度高，粒径小，比表面积大，高表面活性，晶体结构具有类似石墨层状结构，呈现松散，润滑，质量轻等性状，化学性质极其稳定，低热膨胀系数，高温下极好的高导热绝缘材料，热稳定性佳，改性后的纳米氮化硼可克服自身的一些缺点，同时提高其他各项性能，进一步提高耐热胶层的耐热性能；硅硼橡胶和环氧树脂为耐热胶层的主要支撑原料，硅硼橡胶自身的耐热性和弹性与环氧树脂共同保证耐热胶层的耐热和胶连的基本性能；改性碳化硅晶须，碳化硅晶须具有纯度高、粒径分布范围小、高比表面积；纳米碳化硅具有化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、硬度高，纳米碳化硅具有优良的导热性能，高温时能抗氧化，改性后的碳化硅晶须可有效保证耐磨涂层的耐磨，耐高温，耐腐蚀和耐酸碱性能，进而提高复合板的耐磨，耐高温，耐腐蚀和耐酸碱性能；改性纳米二硼化钛，纯度高，粒径小，分布均匀，比表面积大，表面活性高，超细硼化钛陶瓷粉体是一种灰黑色粉末，粉末颗粒具有完整的六方晶体结构，高熔点、高硬度、耐磨损、抗酸碱、导电性能优良，导热性强，具有极好的化学稳定性和抗热振性能，抗氧化温度高，改性后的纳米二硼化钛可有效提高自身性能，进一步加强耐磨涂层的耐热和耐磨性能，从而提高复合板的耐热耐磨性能。

实施例4

在上述优选的技术方案中，本发明提供了一种耐热耐磨复合板，包括：基板、耐磨合金板、耐热胶层和耐磨涂层；

所述耐热胶层按照重量百分比计算包括：18.0％的硅硼橡胶、14.0％的环氧树脂、1.30％的改性纳米氧化锡锑、1.30％的改性纳米氮化硼、其余为乙醇；所述耐磨涂层按照重量百分比计算包括：1.50％的改性碳化硅晶须、1.15％的改性纳米二硼化钛、18.0％的环氧树脂、其余为乙醇；

所述改性纳米氧化锡锑、所述改性纳米氮化硼、所述改性碳化硅晶须和所述改性纳米二硼化钛均分别采用真空等离子清洗机进行表面改性处理；

本发明还提供一种耐热耐磨复合板的制备方法，具体制备步骤如下：

步骤一：调制耐热胶层基料：称取上述百分比含量的硅硼橡胶、环氧树脂、改性纳米氧化锡锑、改性纳米氮化硼和乙醇，然后将硅硼橡胶、环氧树脂、改性纳米氧化锡锑、改性纳米氮化硼依次加入到乙醇中，真空加热到50～60℃，同时进行超声波振荡处理2～3h，得到耐热胶层基料；

步骤二：调制耐磨涂层基料，称取上述百分比含量的改性碳化硅晶须、改性纳米二硼化钛、环氧树脂和乙醇，然后将环氧树脂、改性碳化硅晶须、改性纳米二硼化钛依次加入到乙醇中，真空加热到60～70℃，同时进行超声波振荡处理2～3h，得到耐磨涂层基料；

步骤三：在基板和耐磨合金板之间由内向外喷涂步骤一中制得的耐热胶层基料，构成多个环形耐热胶层，同时在基板和耐磨合金板之间铺设钎料形成多层环形板坯，环形耐热胶层和环形板坯交错布置，然后将基板和耐磨合金板进行钎焊处理，得到复合板；

步骤四：将步骤三中制得的复合板表面进行超声波清洁处理，得到洁净复合板；

步骤五：将步骤二中制得的耐磨涂层基料在步骤四中制得的洁净复合板表面进行真空喷涂处理，得到耐热耐磨复合板。

在步骤一和步骤二中超声波振荡处理的同时进行机械搅拌。

实施例5

与实施例4不同的是，在步骤三中，每个环形耐热胶层均位于两个环形板坯之间。

实施例6

与实施例4-5均不同的是，在步骤一和步骤二中采用间隔式超声波振荡处理，每隔10min超声波振荡处理一次，且每次超声波振荡处理10min。

分别取上述实施例4-6所制得的耐热耐磨复合板与对照组八的耐磨复合板、对照组九的耐磨复合板、对照组十的耐磨复合板、对照组十一的耐磨复合板进行实验，对照组八的耐磨复合板与实施例相比直接使用耐热胶层基料将基板和合金板压合胶连，对照组九的耐磨复合板与实施例相比在步骤三中耐热胶层和板坯均呈平面片状喷涂，且耐热胶层和板坯层叠分布，对照组十的耐磨复合板与实施例相比环形拿热胶层和环形板坯呈内外分布，对照组十一的耐磨复合板与实施例相比没有步骤四中的操作，分七组分别测试三个实施例中制备的耐磨复合板以及四个对照组的耐磨复合板，每30个样品为一组，进行测试，测试结果如表二所示：

表二：

由表二可知，在制备耐热耐磨复合板的过程中，当实施例四中的制备方法为本发明的优选方案，在步骤一和步骤二中分别调制耐热胶层基料和耐磨涂层基料；步骤三中采用胶连和钎焊两种方式配合实现基板和耐磨合金板的连接，可有效加强复合板连接的稳定性，将耐热胶层和钎焊的板坯都设置成环形，多层环形分布，复合板受热之后，热量传递过程中进入环形钎焊处和环形耐热胶之间进行缓冲处理，避免局部热量直接传递到基板，受热更加均匀，可有效减少复合板内部受损，且环形耐热胶层和环形板坯交错布置，使得钎焊耐热传热与耐热胶层的耐热传热交替进行，进一步提高复合板内部热量的均匀性，进一步减少复合板内部受损，在步骤四种对复合板表面进行超声波清洁处理，可有效提高后续耐磨涂层在复合板表面的涂布效果，使得耐磨涂层分布均匀，耐磨涂层表面更加光滑平整，进一步提高复合板的耐磨性能。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。