水力機(jī)械防腐耐磨環(huán)氧復(fù)合涂層的制備與性能.pdf

1、水力機(jī)械在服役過(guò)程中，因受到嚴(yán)重的沖蝕磨損及腐蝕破壞，導(dǎo)致了大量機(jī)械零部件被破壞與失效，使得國(guó)民經(jīng)濟(jì)損失慘重。因此，對(duì)水力機(jī)械過(guò)流部件的抗腐蝕與沖蝕磨損性能要求越來(lái)越高。這樣一來(lái)，研發(fā)具有較高耐沖蝕磨損和抗腐蝕性能的涂層，對(duì)于保護(hù)易損部件、降低能耗、節(jié)約材料、減少工業(yè)生產(chǎn)中安全事故的發(fā)生、提高工業(yè)生產(chǎn)效率就具有重要意義。針對(duì)現(xiàn)有環(huán)氧復(fù)合涂層研究中存在的不足，本文首先合成出端環(huán)氧基聚氨酯彈性體增韌劑（ETPU），研究ETPU增韌劑對(duì)環(huán)氧涂

2、層力學(xué)及抗沖蝕磨損性能的影響；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考察SiC表面改性及改性SiC含量對(duì)EP/ETPU復(fù)合涂層沖蝕磨損及抗腐蝕性能的影響；最后探討了改性玻璃纖維對(duì)EP/ETPU/改性SiC復(fù)合涂層力學(xué)和耐沖蝕磨損性能的影響。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
　?。?）合成一種端環(huán)氧基聚氨酯彈性體增韌劑（ETPU），研究ETPU對(duì)環(huán)氧涂層力學(xué)及抗沖蝕磨損性能的影響。結(jié)果表明：一定含量的聚氨酯可以提高EP/ETPU共混物的粘接強(qiáng)度；共混物的缺口沖

3、擊性能隨著ETPU含量的增加而出現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì)，且ETPU2000的增韌效果要好于ETPU1000；純EP常溫固化DSC曲線出現(xiàn)典型的放熱峰，表明常溫條件下純EP固化不完全，但是加熱固化后的DSC曲線無(wú)此特征，表明固化反應(yīng)完全；隨著ETPU2000含量的增加，復(fù)合材料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度向低溫移動(dòng)，并且均低于純EP加熱固化后的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；ETPU2000能夠顯著提高EP涂層的抗沖蝕磨損性能，其沖蝕磨損失重量在ETPU2000含量為1

4、5％時(shí)達(dá)到最小。
　?。?）對(duì)SiC進(jìn)行表面改性，考察改性SiC及其用量對(duì)EP/ETPU復(fù)合涂層力學(xué)和耐沖蝕磨損的影響。將改性SiC加入到EP/ETPU體系中后，涂層的粘接強(qiáng)度所有下降。同時(shí)EP/ETPU/改性SiC復(fù)合涂層的沖擊強(qiáng)度也隨著改性SiC的增加而下降；隨著改性SiC含量的增加，硬度先上升后下降，在改性SiC含量為60%時(shí)達(dá)到最大值13.5HB；改性SiC顆粒能夠顯著提高EP/ETPU涂層的抗沖蝕磨損性能，其沖蝕磨損失重

5、在改性SiC含量為60%時(shí)達(dá)到最小。
　?。?）在（2）的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考察涂層固化工藝、SiC表面改性及其含量對(duì)環(huán)氧復(fù)合涂層抗腐蝕行為的影響。結(jié)果表明：加熱固化后復(fù)合涂層的抗腐蝕性能較好，而常溫固化體系對(duì)金屬的保護(hù)較弱，涂層/金屬界面易剝離，酸性介質(zhì)容易進(jìn)入金屬表面。SiC表面改性后引入了親油性硅氧烷結(jié)構(gòu)且其表面的環(huán)氧基團(tuán)與固化劑反應(yīng)，使得涂層對(duì)酸性腐蝕介質(zhì)屏蔽作用增強(qiáng)。當(dāng)改性SiC含量為60%時(shí)涂層抗腐蝕性能最佳，經(jīng)腐蝕液浸泡

6、240h后，復(fù)合涂層的容抗弧半徑、低頻阻抗值均較大，腐蝕電流密度和自腐蝕電位較小。
　?。?）考察改性GF對(duì)EP/ETPU/改性SiC復(fù)合涂層沖蝕磨損性能的影響，結(jié)果表明：隨著改性GF含量的增加，復(fù)合涂層粘接強(qiáng)度與沖擊強(qiáng)度均表現(xiàn)出先上升后略有下降的趨勢(shì)。沖蝕磨損性能及沖蝕面SEM測(cè)試表明，隨著改性GF的增加，復(fù)合涂層的沖蝕磨損失重量先下降后上升。當(dāng)改性GF添加量為8%時(shí)，其在復(fù)合涂層中分散效果最好，同時(shí)還能夠有效的吸收沖蝕能量，阻