一种修复渣浆泵过流部件的耐磨涂层材料的制作方法

本发明属于渣浆泵修复技术领域，特别涉及一种修复渣浆泵过流部件的耐磨涂层材料。

背景技术：

渣浆泵过流部件是渣浆泵的核心配件，在渣浆泵的运行过程中直接与介质接触。因此，这些部件的质量对渣浆泵的可靠运行起着决定性的作用。渣浆泵的过流部件主要包括有叶轮、蜗壳和护板。叶轮是渣浆泵过流部件中对浆体做功的部分，叶轮在泵体中由泵轴带动旋转，使得浆体获得动压能；渣浆泵蜗壳主要是根据浆体离开叶轮后流动轨迹设计制造而成，用于接受从叶轮中排除的液体，使液体的动能转化静压能；渣浆泵的护板是为了方便拆装维修为设计的，主要与蜗壳配合形成浆体流动的封闭空间，一般较大型渣浆泵具有前护板和后护板，而小型泵只有一块护板。

在渣浆泵的运行过程中，流经过流部件的浆料的流态是紊乱的，浆料中的固体颗粒，如煤、矸石和磁铁矿粉等的形状也处于随机取向的状态。以小角度冲击过流部件表面的固体颗粒，以尖角与表面接触时，在接触点很小的面积上将产生很高的冲击压力，冲击压力的垂直分量使固体颗粒压入材料表面，冲击压力的水平分量使其沿大致平行于过流部件表面的方向移动，使材料表面接触点产生横向塑性变形，从而切出一定量的微体积材料，造成过流部件的微切削磨损；以大冲角冲击过流部件表面的固体颗粒在冲击压力的垂直分量作用下，使固体颗粒压入材料表面形成弹塑性变形，到颗粒停止压入运动为止，最终形成不能恢复的塑性变形-冲击凹坑，在凹坑边缘有塑性变形挤出的材料堆积物。冲击坑边缘堆积物将重新受挤压变形和移位而从材料表面剥落，引起一定量的微体积材料损失，造成过流部件的变形磨损；此外，由于渣浆泵输送的浆料中往往含有各种腐蚀性液体，因此会在过流部件的表面腐蚀并造成各种凹痕，腐蚀面。如此，在渣浆泵的维护过程中，往往需要对其进行过流部件进行修补处理，从而提高渣浆泵的输送浆料的可靠性，延长渣浆泵的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种修复渣浆泵过流部件的耐磨涂层材料，其能够对渣浆泵使用磨损后的过流部件进行修复，延长使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种修复渣浆泵过流部件的耐磨涂层材料，包括a组分和b组分，其中，以a组分的总重量为1为基准，所述的a组分包括45wt％-60wt％的环氧树脂、1wt％-7wt％的耐磨粒子和33wt％-54wt％的聚丙烯酸酯混合而成；

以b组分的总重量为1为基准，所述的b组分包括40wt％-50wt％的环氧树脂固化剂、30wt％-45wt％的二氧化硅粒子、1wt％-5wt％的硅烷偶联剂、1wt％-3wt％的消泡剂、1wt％-3wt％的润湿剂、5wt％-10wt％的增强纤维；

所述a组分和b组分的重量比为1：(0.2-0.5)。

优选地，所述的环氧树脂选自双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂和脂环族缩水甘油醚型环氧树脂中的至少一种；

优选地，所述环氧树脂的羟值为0.01-0.5mol/100g，环氧值为0.20-0.54mol/100g。

优选地，所述的耐磨粒子选自刚玉粉、氧化锆、二氧化硅、丁腈胶粉中的至少一种；

优选的，所述耐磨粒子的粒度为5-35μm。

优选地，所述的环氧树脂固化剂选自脂肪族多胺、羟基化合物和酰胺类化合物中的至少一种。

优选地，所述的b组分中，所述二氧化硅粒子的平均粒径为80-120nm。

优选地，所述的硅烷偶联剂选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。

优选地，所述的消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、氟硅氧烷、乙二醇硅氧烷中的至少一种。

优选地，所述的润湿剂选自聚乙二醇400、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、2-甲基-1丙醇、正丁醇、2-丁醇和叔丁醇中的至少一种。

优选地，所述的增强纤维为聚丙烯类增强纤维、聚乙烯类多孔纤维，或其组合；

优选地，所述增强纤维的直径为100-200nm。

本发明提供的耐磨涂层材料，在具体使用时，先将渣浆泵的过流部件拆卸开来，清洗干净，再进行干燥处理；然后将耐磨涂层材料中的a组分和b组分混合均匀形成浆料，将所述的浆料喷涂到粗糙的过流部件表面形成耐磨涂层，在室温(25℃)下晾干，再转入25-30℃的恒温室内静置12h即可。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

通过本发明提供的耐磨涂层材料对渣浆泵的过流部件进行喷涂处理，形成的耐磨涂层具有优异的附着效果，可有效抵抗待泵送浆料中固体颗粒的持续冲刷，减轻过流部件本体被固体颗粒的切削损耗，延长渣浆泵中过流部件的使用寿命，且，本发明提供的耐磨涂层材料可以对过流部件的表面进行重复性的修复，具有较好的应用前景。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。

本发明中所有的原料，对其来源没有特别限定，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。本发明中所有的原料，对其纯度没有特别限定，本发明优选采用分析纯或复合材料领域使用的常规纯度。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明提供了一种修复渣浆泵过流部件的耐磨涂层材料，包括a组分和b组分，其中，以a组分的总重量为1为基准，所述的a组分包括45wt％-60wt％的环氧树脂、1wt％-7wt％的耐磨粒子和33wt％-54wt％的聚丙烯酸酯混合而成；

以b组分的总重量为1为基准，所述的b组分包括40wt％-50wt％的环氧树脂固化剂、30wt％-45wt％的二氧化硅粒子、1wt％-5wt％的硅烷偶联剂、1wt％-3wt％的消泡剂、1wt％-3wt％的润湿剂、5wt％-10wt％的增强纤维；

所述a组分和b组分的重量比为1：(0.2-0.5)。

本发明中，所述的渣浆泵的过流部件为常用的高铬铸铁材质铸造而成。

本发明提供的技术方案中，所述的聚丙烯酸酯通常是由丙烯酸酯类、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯酯等主要单体共聚而成，根据实际应用的性能要求，往往还需要加入功能性单体和交联剂。丙烯酸和甲基丙烯酸就是一类重要的酸性功能单体，极性的羧基基团不仅可以提供酸性，稳定乳液，还能调节乳液的黏着力和成膜性。并且，在本发明中，极性的羧基基团涂覆于过流部件表面后，其中ols的结合能发生了位移(本质原因是羧基基团与过流部件的表层金属发生了离子反应)，进而使聚丙烯酸酯乳液与过流部件之间存在化学键的作用力；此外，本申请的发明人发现，通过在本发明提供的耐磨涂层材料中添加纳米级的二氧化硅粒子，且具体限定b组分中二氧化硅粒子的含量为30wt％-45wt％时，耐磨涂层具有最为优异的附着效果，并且，这种附着强度的增加随着二氧化硅粒子含量的进一步增加而减小，通过afm观察，所述的二氧化硅粒子会在高分子与过流部件的界面处产生富集，发明人推测，所述纳米级的二氧化硅粒子是通过改变高分子的表面能和粗糙度来影响其在过流部件上的附着力。再者，本发明中，所述的耐磨涂层中含有耐磨粒子和增强纤维，形成了具有优异耐磨能力的防护层，达到了修复和进一步保护渣浆泵过流部件的作用。

进一步的，根据本发明，所述环氧树脂的具体种类可以在较宽的范围内进行选择，作为优选的，所述的环氧树脂选自双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂和脂环族缩水甘油醚型环氧树脂中的至少一种；进一步优选地，所述环氧树脂的羟值为0.01-0.5mol/100g，环氧值为0.20-0.54mol/100g。

根据本发明，本发明中，所述耐磨粒子的作用在于提高耐磨涂层的耐磨能力，本发明对所述耐磨粒子的种类不做特殊限定，作为优选的，所述的耐磨粒子选自刚玉粉、氧化锆、二氧化硅、丁腈胶粉中的至少一种；进一步优选的，所述耐磨粒子的粒度为5-35μm。

根据本发明，本发明中，所述环氧树脂固化剂的作用在于促使环氧树脂固化，形成固化后的涂层，作为优选的，所述的环氧树脂固化剂选自脂肪族多胺、羟基化合物和酰胺类化合物中的至少一种。所述脂肪族胺类可以为多乙烯多胺，例如可以选自二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的一种或多种；所述羟基化合物可以选自n，n-二甲基乙醇胺、对羟基苯甲酸、α-氨基对羟基苯基丙酸、3，4，5-三羟基苯甲酸、2，4-二羟基苯甲酸、n，n-二乙基乙醇胺和α-羟基丙酸乙酯中的一种或多种；所述酰胺类化合物可以选自n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺、n，n-二甲基丙烯酰胺、n-苯基苯甲酰胺、丙烯酰胺和n-苯基乙酰胺中的一种或多种。

根据本发明，本申请的发明人发现，所述的b组分中，二氧化硅粒子的粒径对于耐磨涂层的影响很大，作为优选的，所述二氧化硅粒子的平均粒径为80-120nm。

本发明中，所述硅烷偶联剂的种类可以在较宽的范围内选择，作为优选的，所述的硅烷偶联剂选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。

根据本发明，所述的消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、氟硅氧烷、乙二醇硅氧烷中的至少一种。

根据本发明，所述的润湿剂选自聚乙二醇400、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、2-甲基-1丙醇、正丁醇、2-丁醇和叔丁醇中的至少一种。

根据本发明，所述的增强纤维为聚丙烯类增强纤维、聚乙烯类多孔纤维，或其组合；进一步优选地，所述增强纤维的直径为100-200nm。

以下通过具体的实施例对本发明提供的修复渣浆泵过流部件的耐磨涂层材料做出进一步详细的说明。

以购自石家庄华强石泵工矿设备有限公司的6/4d-g系列砂砾泵作为修复对象，该系列砂砾泵的过流部件叶轮、泵体、前护板和后护板均采用强抗磨的高铬合金加工而成，硬度不低于58hrc；其使用寿命一般在80-90天，利用本发明提供的耐磨涂层材料对磨损后的过流部件进行修复处理，具体的，先将使用过的砂砾泵的过流部件拆卸开来，清洗干净，再进行干燥处理；然后将耐磨涂层材料中的a组分和b组分混合均匀形成浆料，将所述的浆料直接喷涂到粗糙的过流部件表面形成耐磨涂层(涂层厚度为3mm)，在室温(25℃)下晾干，再转入28℃的恒温室内静置12h即可。

实施例1

一种修复渣浆泵过流部件的耐磨涂层材料，包括a组分和b组分，其中，以a组分的总重量为1为基准，所述的a组分包括：50wt％的环氧树脂(购自廊坊诺尔信化工有限公司，牌号为e-31，环氧值为0.31mol/100g，羟值为0.166mol/100g)、4wt％的耐磨粒子刚玉粉(粒度为20μm)和46wt％的聚丙烯酸酯(以聚丙烯酸酯总量为1为基准，含有丙烯酸的含量为10wt％)混合而成；

以b组分的总重量为1为基准，所述的b组分包括45wt％的环氧树脂固化剂n-羟甲基丙烯酰胺、43wt％的二氧化硅粒子(平均粒径为100nm)、3wt％的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、2wt％的消泡剂聚二甲基硅氧烷、2wt％的润湿剂聚乙二醇400、5wt％的聚丙烯增强纤维(直径为100nm)；

所述a组分和b组分的重量比为1：0.4。

利用该耐磨涂层修复后的使用时间为85天。

实施例2

一种修复渣浆泵过流部件的耐磨涂层材料，包括a组分和b组分，其中，以a组分的总重量为1为基准，所述的a组分包括45wt％的环氧树脂、1wt％的耐磨粒子刚玉粉(粒度为20μm)和54wt％的聚丙烯酸酯(以聚丙烯酸酯总量为1为基准，含有丙烯酸的含量为10wt％)混合而成；

以b组分的总重量为1为基准，所述的b组分包括40wt％的环氧树脂固化剂n-羟甲基丙烯酰胺、41wt％的二氧化硅粒子(平均粒径为100nm)、5wt％的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3wt％的消泡剂聚二甲基硅氧烷、3wt％的润湿剂聚乙二醇400、8wt％的聚丙烯增强纤维(直径为100nm)；

所述a组分和b组分的重量比为1：0.4。

利用该耐磨涂层修复后的使用时间为82天。

实施例3

一种修复渣浆泵过流部件的耐磨涂层材料，包括a组分和b组分，其中，以a组分的总重量为1为基准，所述的a组分包括60wt％的环氧树脂、1wt％的耐磨粒子刚玉粉(粒度为20μm)和39wt％的聚丙烯酸酯(以聚丙烯酸酯总量为1为基准，含有丙烯酸的含量为10wt％)混合而成；

以b组分的总重量为1为基准，所述的b组分包括50wt％的环氧树脂固化剂n-羟甲基丙烯酰胺、35wt％的二氧化硅粒子(平均粒径为100nm)、2wt％的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、2wt％的消泡剂聚二甲基硅氧烷、1wt％的润湿剂聚乙二醇400、10wt％的聚丙烯增强纤维(直径为100nm)；

所述a组分和b组分的重量比为1：0.4。

利用该耐磨涂层修复后的使用时间为83天。

实施例4

本实施例与实施例1中耐磨涂层材料的组成基本相同，不同的是，所述的b组分中，所述二氧化硅粒子的粒径为80nm；其余不变。

利用该耐磨涂层修复后的使用时间为76天。

实施例5

本实施例与实施例1中耐磨涂层材料的组成基本相同，不同的是，所述的b组分中，所述二氧化硅粒子的粒径为120nm；其余不变。

利用该耐磨涂层修复后的使用时间为79天。

对比例1

本实施例与实施例1中耐磨涂层材料的组成基本相同，不同的是，所述的b组分中，所述二氧化硅粒子的粒径为150nm；其余不变。

利用该耐磨涂层修复后的使用时间为35天。

对比例2

本实施例与实施例1中耐磨涂层材料的组成基本相同，不同的是，所述的a组分中不含有聚丙烯酸酯，具体的，所述的a组分包括：96wt％的环氧树脂(购自廊坊诺尔信化工有限公司，牌号为e-31，环氧值为0.31mol/100g，羟值为0.166mol/100g)和4wt％的耐磨粒子刚玉粉(粒度为20μm)；其余不变。

利用该耐磨涂层修复后的使用时间为42天。

基于上述测试结果可以看出，本发明提供的耐磨涂层材料，对渣浆泵的过流部件具有优异的修复效果，并且，在具体修复时，并不需要对过流部件进行打磨处理，而是直接在粗糙的过流部件表面直接形成涂层，简单方便。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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