用于修补和保护过流部件的碳化硅耐磨涂料的制作方法

1.本发明涉及碳化硅耐磨涂料技术领域，尤其涉及一种用于修补和保护过流部件的碳化硅耐磨涂料。


背景技术：

2.碳化硅耐磨材料主要用于修复和保护过流部件，常以高粘度修补剂的形式出售，将其与固化剂混合以自产生复合材料。通常用金属和氧化铝颗粒作为填料物质，将填料物质嵌入到物料中需要粘合剂，粘合剂作为粘接剂，将复合材料固定到待修复物的表面，实际上粘合剂对磨损强度没有贡献。因此为提高修补剂的抗磨损性能，需要高含量的抗磨损填料物质。
3.现有技术中复合耐磨涂料采用粒度≤3mm的氧化铝或碳化硅作为填料，环氧树脂作为粘合剂。使用环氧树脂作为粘合剂的耐磨材料，虽然硬度、强度、粘接性符合要求，但是在大量添加填料后，可施工性急剧下降，脆性增大，在应对纯物理磨损方面能够胜任，由于其不具备韧性较差，导致其在气蚀工况下使用效果不理想。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于修补和保护过流部件的碳化硅耐磨涂料，提高耐磨材料的表聚力、耐磨性、粘结强度和抗流体气蚀性。
5.为实现此技术目的，本发明采用如下方案：用于修补和保护过流部件的碳化硅耐磨材料，按重量百分比由如下组分构成：粒径在0.1mm~1mm的碳化硅 46～51.3%，粒径在0~0.1mm的碳化硅 9.9～11.83%，氧化铝粉 4.5～4.93%，纳米氧化镁 1.8～2.34%，氧化锆粉 2.93～3.6%，二氧化硅 1.53～1.58%；添加剂 1.48~1.84%，聚氨酯改性乙烯基树脂 26.28～28.8%；氧化铝粉、氧化锆粉、纳米氧化镁、二氧化硅的平均粒径小于碳化硅的平均粒径。
6.进一步地，氧化铝粉、氧化锆粉的平均粒径为4μm，且小于碳化硅的平均粒径。
7.进一步地，二氧化硅采用高度分散状态的二氧化硅颗粒物，卡博特ts720为进口的美国卡博特公司生产的cab-o-sil ts720型号二氧化硅，该产品为市售的性质稳定统一的二氧化硅。
8.进一步地，聚氨酯改性乙烯基树脂为粘合剂，采用市售的荷兰帝斯曼6325试剂常温搅拌制作而成。
9.进一步地，添加剂为磷酸三甲苯酯、二叔十二烷基多硫化物中任意一种。
10.在具体操作中，碳化硅耐磨材料配合过氧化环己酮固化剂使用，过氧化环己酮纯度（有效含量）≥10%，所述固化剂用量为上述碳化硅耐磨涂料重量的2.5%。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明使用填料物质和粘合剂组成耐磨涂料，碳化硅为填料物质中的必要部分，氧化铝、氧化锆、二氧化硅、氧化镁作为氧化物混入其中，并且氧化物的平均粒度比碳化硅的平均粒度要细，碳化硅之间的缝隙被氧化物充填，通过调配碳化硅颗粒粒度，使碳化硅颗粒之间更加致密；使用聚氨酯改性乙烯基树脂，
720）、120g纳米氧化镁、80g磷酸三甲苯酯混合，并置于可以被抽真空的混合搅拌容器中。之后，逐渐混入预混合的碳化硅/氧化铝/氧化锆。在该过程中，所有物料被充分混合。最后在真空下进一步充分混合已经混合好的物料约10min。之后将耐磨材料装入储存容器或销售包装中。为实现耐磨材料的时效硬化，使用时，加入耐磨材料重量的2.5%过氧化环己酮固化剂，并再一次充分混合。之后将该物料涂抹于待处理的过流部件。
21.实施例3将3400g粒径≤1mm的碳化硅（其中0.1~1mm碳化硅为2850g，0~0.1mm碳化硅为550g）与250g平均粒度为4μm的氧化铝和180g平均粒度为4μm的氧化锆预混合。同时，将1460g聚氨酯改性乙烯基树脂（荷兰帝斯曼6325）与85g高度分散的二氧化硅（卡博特ts-720）、100g纳米氧化镁、80g磷酸三甲苯酯混合，并置于可以被抽真空的混合搅拌容器中。之后，逐渐混入预混合的碳化硅/氧化铝/氧化锆。在该过程中，所有物料被充分混合。最后在真空下进一步充分混合已经混合好的物料约10min。之后将耐磨材料装入储存容器或销售包装中。为实现耐磨材料的时效硬化，使用时，加入耐磨材料重量的2.5%过氧化环己酮固化剂，并再一次充分混合。之后将该物料涂抹于待处理的过流部件。
22.实施例4将3000g粒径≤1mm的碳化硅（其中0.1~1mm碳化硅为2400g，0~0.1mm碳化硅为600g）与250g平均粒度为4μm的氧化铝和180g平均粒度为4μm的氧化锆预混合。同时，将1460g聚氨酯改性乙烯基树脂（荷兰帝斯曼6325）与80g高度分散的二氧化硅（卡博特ts-720）、100g纳米氧化镁混合，并置于可以被抽真空的混合搅拌容器中。之后，逐渐混入预混合的碳化硅/氧化铝/氧化锆。在该过程中，所有物料被充分混合。最后在真空下进一步充分混合已经混合好的物料约10min。之后将耐磨材料装入储存容器或销售包装中。为实现耐磨材料的时效硬化，使用时，加入耐磨材料重量的2.5%过氧化环己酮固化剂，并再一次充分混合。之后将该物料涂抹于待处理的过流部件。
23.实施例5将3000g粒径≤1mm的碳化硅（其中0.1~1mm碳化硅为2400g，0~0.1mm碳化硅为600g）与250g平均粒度为4μm的氧化铝和180g平均粒度为4μm的氧化锆预混合。同时，将1460g聚氨酯改性乙烯基树脂（荷兰帝斯曼6325）与80g高度分散的二氧化硅（卡博特ts-720）、100g纳米氧化镁、95g磷酸三甲苯酯混合，并置于可以被抽真空的混合搅拌容器中。之后，逐渐混入预混合的碳化硅/氧化铝/氧化锆。在该过程中，所有物料被充分混合。最后在真空下进一步充分混合已经混合好的物料约10min。之后将耐磨材料装入储存容器或销售包装中。为实现耐磨材料的时效硬化，使用时，加入耐磨材料重量的2.5%过氧化环己酮固化剂，并再一次充分混合。之后将该物料涂抹于待处理的过流部件。
24.实施例6将3000g粒径≤1mm的碳化硅（其中0.1~1mm碳化硅为2400g，0~0.1mm碳化硅为600g）与250g平均粒度为4μm的氧化铝和180g平均粒度为4μm的氧化锆预混合。同时，将1460g聚氨酯改性乙烯基树脂（荷兰帝斯曼6325）与80g高度分散的二氧化硅（卡博特ts-720）、100g纳米氧化镁、95g磷酸三甲苯酯、50g聚乙烯吡咯烷酮混合，并置于可以被抽真空的混合搅拌容器中。之后，逐渐混入预混合的碳化硅/氧化铝/氧化锆。在该过程中，所有物料被充分混合。最后在真空下进一步充分混合已经混合好的物料约10min。之后将耐磨材料
装入储存容器或销售包装中。为实现耐磨材料的时效硬化，使用时，加入耐磨材料重量的2.5%过氧化环己酮固化剂，并再一次充分混合。之后将该物料涂抹于待处理的过流部件。
25.实施例7将3000g粒径≤1mm的碳化硅（其中0.1~1mm碳化硅为2400g，0~0.1mm碳化硅为600g）与250g平均粒度为4μm的氧化铝和180g平均粒度为4μm的氧化锆预混合。同时，将1460g聚氨酯改性乙烯基树脂（荷兰帝斯曼6325）与80g高度分散的二氧化硅（卡博特ts-720）、100g纳米氧化镁、80g二叔十二烷基多硫化物、50g聚乙烯吡咯烷酮混合，并置于可以被抽真空的混合搅拌容器中。之后，逐渐混入预混合的碳化硅/氧化铝/氧化锆。在该过程中，所有物料被充分混合。最后在真空下进一步充分混合已经混合好的物料约10min。之后将耐磨材料装入储存容器或销售包装中。为实现耐磨材料的时效硬化，使用时，加入耐磨材料重量的2.5%过氧化环己酮固化剂，并再一次充分混合。之后将该物料涂抹于待处理的过流部件。
26.对比例1将3000g粒径0.1~1mm的碳化硅与250g平均粒度为4μm的氧化铝和180g平均粒度为4μm的氧化锆预混合。同时，将1460g聚氨酯改性乙烯基树脂（荷兰帝斯曼6325）与80g高度分散的二氧化硅（卡博特ts-720）混合，并置于可以被抽真空的混合搅拌容器中。之后，逐渐混入预混合的碳化硅/氧化铝/氧化锆。在该过程中，所有物料被充分混合。最后在真空下进一步充分混合已经混合好的物料约10min。之后将耐磨材料装入储存容器或销售包装中。为实现耐磨材料的时效硬化，使用时，加入耐磨材料重量的2.5%过氧化环己酮固化剂，并再一次充分混合。之后将该物料涂抹于待处理的过流部件。
27.对比例2将3000g粒径0~0.1mm的碳化硅与250g平均粒度为4μm的氧化铝和180g平均粒度为4μm的氧化锆预混合。同时，将1460g聚氨酯改性乙烯基树脂（荷兰帝斯曼6325）与80g高度分散的二氧化硅（卡博特ts-720）混合，并置于可以被抽真空的混合搅拌容器中。之后，逐渐混入预混合的碳化硅/氧化铝/氧化锆。在该过程中，所有物料被充分混合。最后在真空下进一步充分混合已经混合好的物料约10min。之后将耐磨材料装入储存容器或销售包装中。为实现耐磨材料的时效硬化，使用时，加入耐磨材料重量的2.5%过氧化环己酮固化剂，并再一次充分混合。之后将该物料涂抹于待处理的过流部件。
28.对比例3将3000g粒径≤1mm的碳化硅（其中0.1~1mm碳化硅为1500g，0~0.1mm碳化硅为1500g）与250g平均粒度为4μm的氧化铝和180g平均粒度为4μm的氧化锆预混合。同时，将1460g聚氨酯改性乙烯基树脂（荷兰帝斯曼6325）与80g高度分散的二氧化硅（卡博特ts-720）混合，并置于可以被抽真空的混合搅拌容器中。之后，逐渐混入预混合的碳化硅/氧化铝/氧化锆。在该过程中，所有物料被充分混合。最后在真空下进一步充分混合已经混合好的物料约10min。之后将耐磨材料装入储存容器或销售包装中。为实现耐磨材料的时效硬化，使用时，加入耐磨材料重量的2.5%过氧化环己酮固化剂，并再一次充分混合。之后将该物料涂抹于待处理的过流部件。
29.对比例4市场上常见的抗腐蚀碳化硅耐磨材料。
30.实施例与对比例中成分组成如表1所示。
31.表1实施例及对比例中各组分含量表对实施例和对比例制备的抗腐蚀碳化硅耐磨材料进行性能检测，检测结果如表2所示。耐磨性采用taber磨耗机在平涂有机涂层的刚性表面进行测试，拉伸剪切强度采用gb/t7124-2008胶黏剂拉伸剪切强度方法测定，采用gb/t9341-2008检测弯曲强度。
32.表2实施例及对比例的产品性能检测结果 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7对比例1对比例2对比例3对比例4耐磨性（mg）28.1132.8426.4730.2527.5624.9226.6173.4834.9553.7768.63拉伸剪切强度（mpa）23.824.222.120.325.427.124.715.118.620.116.5弯曲强度（mpa）172161177128185153168104147133105
填料物质的含量达到70%以上，这相对于现有技术的复合材料中填料物质的含量而言，有显著提高，在确保可施工性、粘接强度、抗气蚀性的前提下，提高了材料的耐磨性。
33.最后，需要注意的是：以上列举的仅是本发明的优选实施例，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。