水力機械防腐耐磨環(huán)氧復合涂層的制備與性能.pdf

1、水力機械在服役過程中，因受到嚴重的沖蝕磨損及腐蝕破壞，導致了大量機械零部件被破壞與失效，使得國民經濟損失慘重。因此，對水力機械過流部件的抗腐蝕與沖蝕磨損性能要求越來越高。這樣一來，研發(fā)具有較高耐沖蝕磨損和抗腐蝕性能的涂層，對于保護易損部件、降低能耗、節(jié)約材料、減少工業(yè)生產中安全事故的發(fā)生、提高工業(yè)生產效率就具有重要意義。針對現有環(huán)氧復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增韌劑對環(huán)氧涂

2、層力學及抗沖蝕磨損性能的影響；在此基礎上，進一步考察SiC表面改性及改性SiC含量對EP/ETPU復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EP/ETPU/改性SiC復合涂層力學和耐沖蝕磨損性能的影響。主要研究內容及結果如下:
　?。?）合成一種端環(huán)氧基聚氨酯彈性體增韌劑（ETPU），研究ETPU對環(huán)氧涂層力學及抗沖蝕磨損性能的影響。結果表明：一定含量的聚氨酯可以提高EP/ETPU共混物的粘接強度；共混物的缺口沖

3、擊性能隨著ETPU含量的增加而出現先增大后降低的趨勢，且ETPU2000的增韌效果要好于ETPU1000；純EP常溫固化DSC曲線出現典型的放熱峰，表明常溫條件下純EP固化不完全，但是加熱固化后的DSC曲線無此特征，表明固化反應完全；隨著ETPU2000含量的增加，復合材料玻璃化轉變溫度向低溫移動，并且均低于純EP加熱固化后的玻璃化轉變溫度；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％時達到最小。
　?。?）對SiC進行表面改性，考察改性SiC及其用量對EP/ETPU復合涂層力學和耐沖蝕磨損的影響。將改性SiC加入到EP/ETPU體系中后，涂層的粘接強度所有下降。同時EP/ETPU/改性SiC復合涂層的沖擊強度也隨著改性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%時達到最大值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%時達到最小。
　　（3）在（2）的基礎上，進一步考察涂層固化工藝、SiC表面改性及其含量對環(huán)氧復合涂層抗腐蝕行為的影響。結果表明：加熱固化后復合涂層的抗腐蝕性能較好，而常溫固化體系對金屬的保護較弱，涂層/金屬界面易剝離，酸性介質容易進入金屬表面。SiC表面改性后引入了親油性硅氧烷結構且其表面的環(huán)氧基團與固化劑反應，使得涂層對酸性腐蝕介質屏蔽作用增強。當改性SiC含量為60%時涂層抗腐蝕性能最佳，經腐蝕液浸泡

6、240h后，復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EP/ETPU/改性SiC復合涂層沖蝕磨損性能的影響，結果表明：隨著改性GF含量的增加，復合涂層粘接強度與沖擊強度均表現出先上升后略有下降的趨勢。沖蝕磨損性能及沖蝕面SEM測試表明，隨著改性GF的增加，復合涂層的沖蝕磨損失重量先下降后上升。當改性GF添加量為8%時，其在復合涂層中分散效果最好，同時還能夠有效的吸收沖蝕能量，阻