一种循环泵叶轮耐磨防腐修复涂料制造技术

一种循环泵叶轮耐磨防腐修复涂料，包括了A、B两种组份以质量比为1：（0.01‑0.1）组成；A组份由乙烯基树脂、纳米钛粉、功能性填料、溶剂、偶联剂、分散剂、流平剂、促进剂、消泡剂、改性剂配伍组成，B组份由固化剂与溶剂质量配比为1:1组成，本涂料具有黏结强度好、涂膜韧性好，不易脆裂、固化温度低、耐腐蚀性强等优点，形成高钛含量的致密网状纳米钛高分子合金涂层可以非常有效的解决机械磨损、化学腐蚀和气蚀的问题，修复叶轮表面缺陷，延长使用寿命，改善泵的运行状态，提高泵效。

A kind of wear-resistant and anticorrosive repair coating for impeller of circulating pump

【技术实现步骤摘要】
一种循环泵叶轮耐磨防腐修复涂料
本专利技术涉及一种耐磨防腐涂料领域，尤其是一种循环泵叶轮耐磨防腐修复涂料。
技术介绍
在能源、冶金、化工生产等多个行业中，气体、液体的输送离不开循环泵。循环泵运行工况复杂，条件恶劣，输送介质中常常含有固体颗粒物和酸性腐蚀物，导致叶轮严重磨损或者腐蚀，直接影响工业生产系统的正常运行。以电厂烟气脱硫（FGD）工艺中石灰石/石膏湿法脱硫工艺中使用的循环泵为例，设计使用寿命为16000h的循环泵因叶轮严重磨损/腐蚀导致其使用寿命仅仅4000h，仅为设计寿命的四分之一。单台泵的市场价格为30W-40W，泵的过流部件出现了严重的各种磨损和腐蚀时，只能进行更换，使得维护成本特别高，从而严重影响了整个脱硫系统的安全经济运行水平。磨损和腐蚀问题是造成循环泵叶轮失效的最主要原因。浆液循环泵叶轮的磨损和腐蚀破坏主要发生在表面，因此，采用表面工程技术对叶轮进行修复和强化是一个非常好的选择。现在，浆液循环泵叶轮的常规修复方法主要有堆焊修复和刷涂高分子材料防护。通过堆焊的方法在叶轮的表面或边缘熔敷一层耐磨、耐蚀的焊层，焊层与基体产生冶金结合，结合强度较高，使得叶轮的抗腐蚀、气蚀能力得到提升，但焊层厚度不易控制，且焊层不够均匀。由于堆焊过程温度较高，也容易导致叶轮叶片热变形。刷涂高分子陶瓷材料，俗称胶结；采用此法可以有效解决机械磨损、化学腐蚀和气蚀的问题，延长叶轮的使用寿命，但高分子陶瓷胶结材料存在与基体的结合强度低，容易遭受机械损伤，耐冲蚀性能较差等问题，限制了其应用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的一些不足，本专利技术提出的一种循环泵叶轮耐磨防腐修复涂料及其制备方法。本涂料用于循环泵叶轮耐磨防腐修复，同时结合了纳米钛材料和乙烯基树脂的优点，该涂料施工方便，能有效保证循环泵叶轮在恶劣环境下长效工作。为实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种循环泵叶轮耐磨防腐修复涂料，包括了A、B两种组份，其特征在于A、B两种组份的质量比为1：（0.01-0.1）；所述A组份的原料质量配比为：以乙烯基树脂100份为基准，外加:纳米钛粉30-60份，功能性填料10-20份，溶剂40-50份，偶联剂1-9份，分散剂1-9份，流平剂1-9份，促进剂1-9份，消泡剂1-9份，改性剂1-9份；其中：乙烯基树脂是酚醛环氧乙烯基树脂和甲基丙烯酸型环氧乙烯基树脂的混合物，甲基丙烯酸型环氧乙烯基树脂的质量为酚醛环氧乙烯基树脂质量的10-30%；酚醛环氧乙烯基树脂重均分子量为2000-10000，羟基当量为250-2500g/eq；甲基丙烯酸型环氧乙烯基树脂重均分子量为1400-4000，羟基当量为400-600g/eq；纳米钛粉的粒度范围为30nm-200nm，纯度>99.5%；功能性填料为纳米碳化硅粉、陶瓷微粉、炭黑中的一种或多种混合，纳米碳化硅粉的粒径在50-200nm，纯度＞99.5%，炭黑的型号为N320、N330、MA11、MA100中的任意一种，陶瓷微粉的型号为C-2000M或C-3000M；偶联剂为氨基硅烷、钛酸丁酯、四叔丁基钛酸酯的一种或组合分散剂为聚丙烯酸酯、油酸钠、德国BYK-161型分散剂的一种或组合；流平剂为聚醚改性硅氧烷或聚酯改性硅氧烷或烷基改性硅氧烷，所述聚醚改性硅氧烷、聚酯改性硅氧烷的分子量范围3000-15000，n+m范围50-200，烷基改性硅氧烷分子量范围7000-12000，n+m范围30-50；促进剂为环烷酸钴或异辛酸钴；消泡剂为聚氧丙烯甘油醚或德国BYK-A555型消泡剂；改性剂为端羧基丁腈橡胶（CTBN）、丁腈橡胶（BNR）的一种或组合；所述B组份的原料质量配比为：固化剂与溶剂质量比为1:1，所述固化剂为乙二胺、己二胺、N,N-二甲基苯胺的一种或一种以上任意比例的混合物；所述A、B组份中的溶剂为苯乙烯、丙烯酸、二甲苯、正丁醇的一种或一种以上任意比例的混合物。优选酚醛环氧乙烯基树脂重均分子量为3000-8000，优选甲基丙烯酸型环氧乙烯基树脂重均分子量为2000-3500，甲基丙烯酸型环氧乙烯基树脂的质量为酚醛环氧乙烯基树脂质量的15-25%。酚醛环氧乙烯基树脂因为将酚醛环氧树脂引入乙烯基树脂骨架，使得固化后酚醛环氧乙烯基树脂形成网状结构，固化度进一步提升，交联密度更大。同时结构中苯环结构稳定，提供刚性，热稳定性；醚键则提供良好的化学稳定性，提高了树脂韧性和耐疲劳性；羟基赋予树脂良好的浸润性和粘接性。所选甲基丙烯酸型环氧乙烯基树脂，树脂分子主链上的醚键较多，这样能够充分的提高树脂的耐冲击性，同时通过橡胶改性，即采用端羧基丁腈橡胶（CTBN）、丁腈橡胶（BNR）增韧，乙烯基树脂的延伸率等得到大幅度的提高，可满足循环泵叶轮耐冲击性要求。A组分的酚醛环氧乙烯基树脂和甲基丙烯酸型环氧乙烯基酯树脂在分子链两端的双键极其活泼，使乙烯基树脂能迅速固化，很快得到使用强度，得到具有高度耐腐蚀性聚合物。进一步地，A组分中纳米钛粉的质量份数优选40-50，优选粒度范围50-150nm。纳米钛粉因为其本身材料耐蚀性优异，同时因为尺寸为纳米级，在涂料中分散均匀后致密的保护层，大大延长了腐蚀介质的渗透路线。除此之外，小尺寸效应的存在，对树脂的柔韧性有了很好的改善。而对钠米钛粉进行高能球磨，通过球料之间的不断碰撞，使得纳米钛粉产生晶格缺陷，从而接枝到高分子树脂材料，形成化学键键合与化学吸附。A组分中功能性填料的质量份数优选为12-16份。在填料和基体之间形成了松散材料体积分数更大的界面层，在填料含量非常低的条件下就可以对材料的性能产生很大的影响，尤其是有利于提高树脂基复合材料的耐磨性。A组份中的偶联剂能与无机金属的表面羟基反应，使无机金属与偶联剂两者以化学键或化学吸附的方式进行键合，而偶联剂剩余亲有机部分能与高分子聚合物反应或相容，形成无机金属-偶联剂-高分子材料的结构。促进纳米钛粉与树脂之间的相容性，同时将树脂对被涂覆的基材附着力大大增加。氨基硅烷、钛酸丁酯、四叔丁基钛酸酯可以任意比例混合，比单独使用可以起到更好的偶联效果。虽然增加偶联剂的加入量可以期待更好的偶联效果，但在一定程度上增加了成本，不适合工业大规模，故A组份中其质量份数为1-9份，优选2-5份。A组份中的分散剂能将纳米钛粉更好地分散在有机高分子树脂之中，避免钛粉微粒之间形成团聚而导致钛粉从有机高分子树脂中层析而出，改善了纳米钛粉与乙烯基树脂之间的相容性，实现了乙烯基树脂与纳米钛粉之间真正的有机结合。A组份中的流平剂的迁移取向遵循物理学中的“能量最低原理”，即从能量高的地方自发流向能量低的地方。当涂料涂布到底材表面以后，形成两个界面，分别是“底材-漆膜界面”和“漆膜-空气界面”，当体系中加入流平剂以后，由于流平剂表面张力<漆膜表面张力，因此降低了体系总能量，使得涂料固化后形成的漆膜质地均一，避免出现缩孔、鱼眼等现象。从理论上来说是期待更好的流平表现，但实际上因为分子不规则运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种循环泵叶轮耐磨防腐修复涂料，包括了A、B两种组份，其特征在于A、B两种组份的质量比为1：（0.01-0.1）；/n所述A组份的原料质量配比为：以乙烯基树脂100份为基准，外加:纳米钛粉30-60份，功能性填料10-20份，溶剂40-50份，偶联剂1-9份，分散剂1-9份，流平剂1-9份，促进剂1-9份，消泡剂1-9份，改性剂1-9份；/n其中：/n乙烯基树脂是酚醛环氧乙烯基树脂和甲基丙烯酸型环氧乙烯基树脂的混合物，甲基丙烯酸型环氧乙烯基树脂的质量为酚醛环氧乙烯基树脂质量的10-30%；酚醛环氧乙烯基树脂重均分子量为2000-10000，羟基当量为250-2500g/eq；甲基丙烯酸型环氧乙烯基树脂重均分子量为1400-4000，羟基当量为400-600g/eq；/n纳米钛粉的粒度范围为30nm-200nm，纯度>99.5%；/n功能性填料为纳米碳化硅粉、陶瓷微粉、炭黑中的一种或多种混合，纳米碳化硅粉的粒径在50-200nm，纯度＞99.5%，炭黑的型号为N320、N330、MA11、MA100中的任意一种，陶瓷微粉的型号为C-2000M或C-3000M；/n偶联剂为氨基硅烷、钛酸丁酯、四叔丁基钛酸酯的一种或组合；/n分散剂为聚丙烯酸酯、油酸钠、德国BYK-161型分散剂的一种或组合；/n流平剂为聚醚改性硅氧烷或聚酯改性硅氧烷或烷基改性硅氧烷，所述聚醚改性硅氧烷、聚酯改性硅氧烷的分子量范围3000-15000，n+m范围50-200，烷基改性硅氧烷分子量范围7000-12000，n+m范围30-50；/n促进剂为环烷酸钴或二甲基苯胺；/n消泡剂为聚氧丙烯甘油醚或德国BYK-A555型消泡剂；/n改性剂为端羧基丁腈橡胶（CTBN）、丁腈橡胶（BNR）的一种或组合；/n所述B组份的原料质量配比为：固化剂与溶剂质量配比为1:1，所述固化剂为乙二胺、己二胺、N,N-二甲基苯胺的一种或一种以上任意比例的混合物；/n所述A、B组份中的溶剂为苯乙烯、丙烯酸、二甲苯、正丁醇的一种或一种以上任意比例的混合物；/n制备方法如下：/n步骤1：组分A的制备/n（1）将乙烯基酯树脂、纳米钛粉、溶剂、偶联剂、分散剂、促进剂和改性剂按所述比例混合；/n（2）将共混物放入到高能球磨机中，密封球磨处理5-8h，在机械力和助剂的作用下，使纳米钛粉与酚醛环氧乙烯基树脂和甲基丙烯酸型环氧乙烯基酯树脂混合物发生部分的化学接枝改性，从而制得纳米有机钛前驱体聚合物；/n（3）将纳米有机钛前驱体聚合物转移到变频分散机中，按比例加入流平剂、消泡剂、功能性填料，以400-1000转/分钟的转速搅拌1-2小时，制成组分A备用；/n步骤2：组分B的制备/n将固化剂与溶剂按比例混合，在变频分散机中以400-600转/分钟的转速搅拌1-2小时，制成组分B；/n步骤3：涂料的制备/n将组分A与组分B按比例混合均匀即得到一种循环泵叶轮耐磨防腐修复涂料。/n...

【技术特征摘要】
1.一种循环泵叶轮耐磨防腐修复涂料，包括了A、B两种组份，其特征在于A、B两种组份的质量比为1：（0.01-0.1）；
所述A组份的原料质量配比为：以乙烯基树脂100份为基准，外加:纳米钛粉30-60份，功能性填料10-20份，溶剂40-50份，偶联剂1-9份，分散剂1-9份，流平剂1-9份，促进剂1-9份，消泡剂1-9份，改性剂1-9份；
其中：
乙烯基树脂是酚醛环氧乙烯基树脂和甲基丙烯酸型环氧乙烯基树脂的混合物，甲基丙烯酸型环氧乙烯基树脂的质量为酚醛环氧乙烯基树脂质量的10-30%；酚醛环氧乙烯基树脂重均分子量为2000-10000，羟基当量为250-2500g/eq；甲基丙烯酸型环氧乙烯基树脂重均分子量为1400-4000，羟基当量为400-600g/eq；
纳米钛粉的粒度范围为30nm-200nm，纯度>99.5%；
功能性填料为纳米碳化硅粉、陶瓷微粉、炭黑中的一种或多种混合，纳米碳化硅粉的粒径在50-200nm，纯度＞99.5%，炭黑的型号为N320、N330、MA11、MA100中的任意一种，陶瓷微粉的型号为C-2000M或C-3000M；
偶联剂为氨基硅烷、钛酸丁酯、四叔丁基钛酸酯的一种或组合；
分散剂为聚丙烯酸酯、油酸钠、德国BYK-161型分散剂的一种或组合；
流平剂为聚醚改性硅氧烷或聚酯改性硅氧烷或烷基改性硅氧烷，所述聚醚改性硅氧烷、聚酯改性硅氧烷的分子量范围3000-15000，n+m范围50-200，烷基改性硅氧烷分子量范围7000-12000，n+m范围30-50；
促进剂为环烷酸钴或二甲基苯胺；
消泡剂为聚氧丙烯甘油醚或德国BYK-A555型消泡剂；
改性剂为端羧基丁腈橡胶（CTBN）、丁腈橡胶（BNR）的一种或组合；
所述B组份的原料质量配比为：固化剂与溶剂质量配比为1:1，所述固化剂为乙二胺、己二胺、N,N-二甲基苯胺的一种或一种以上任意比例的混合物；
所述A、B组份中的溶剂为苯乙烯、丙烯酸、二甲苯、正丁醇的一种或一种以上任意比例的混合物；
制备方法如下：
步骤1：组分A的制备
（1）将乙烯基酯树脂、纳米钛粉、溶剂、偶联剂、分散剂、促进剂和改性剂按所述比例混合；
（2）将共...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋阳亮，胡智泉，刘石明，王江，蒋博，
申请(专利权)人：宜兴阳源环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32