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聚脲涂层在不同摩擦条件下的磨损行为探讨

摘要:为研究聚脲涂层在干摩擦条件下和高速含砂水流冲蚀条件下的性能变化情况,用Taber磨损试验机和高速含沙水射冲蚀磨损试验机测试了聚脲涂层的磨损性能,用扫描电子显微镜和白光共焦三维轮廓仪观测涂层的磨损表面形貌,用表面红外光谱和电子显微镜能谱元素分析了涂层表面试验前后的组分变化,分析了涂层在2种摩擦条件下的磨损情况.试验结果表明:聚脲涂层在2种摩擦条件下都具有良好的耐磨性能;在干摩擦条件下,涂层受热作用而氧化,导致C/O两元素的比率下降;在冲蚀磨损条件下,涂层不易氧化,由于亲水性成分的损失而导致C/O两元素的比率增加.

    关键词:聚脲涂层;干摩擦;冲蚀;元素比率;磨损

    中图分类号:TH11711文献标识码:A文章编号:0254-0150(2008)9-007–3

    喷涂聚脲弹性涂料是近年来发展较为迅速的一种高性能环境友好涂料.该涂料的双组分经特殊的双口喷涂设备,在喷枪口于较高温度(一般大于60℃)下瞬间撞击混合并喷涂,并在几秒到几分钟的时间内快速固化成型,适合于在多种基材、任意曲面、斜面及垂直面上喷涂,一次施工可制得数百微米以上的金相显微镜涂层[1],工作效率高.涂层具有优异的抗张强度、伸长率、柔韧性、耐磨性、耐腐蚀性和热稳定性[2].喷涂弹性聚脲技术已在工程防水防渗、工业重防腐及机械衬里耐磨保护等领域得到推广应用,研究者们正尝试把该种涂料应用于水工建筑泄水结构保护[3-5].我国水源含沙量普遍较高,泄洪时水流落差大,大流量高速含沙水流对水利电力工程的泄水结构产生严重的冲击和磨损,这种磨损条件与干摩擦条件存在区别.本文作者通过试验和分析探讨了聚脲涂层在干摩擦条件下和高速含水砂流冲蚀条件下的磨损行为,以期为新型材料在水工建筑泄水结构上的应用提供理论与试验依据.

    1实验部分    1.1试样制备    将质量分数为60%端胺基聚醚、10%低聚物多元醇、30%扩链剂,在100~110℃的高真空下脱水,当含水量低于8×10-4(质量分数)时降温,用精度为01074mm的筛网过滤,作为涂料B组分.以与B组分相同质量的交联剂(商品名:R94800,NCO含量为1515%±015%,粘度为400~600mPa·s)为涂料A组分.将A、B组分装入MH2ⅢA型聚脲喷涂设备,采用P22型喷枪喷涂.试样底材为厚3mm、直径100mm且中心开孔(直径9mm)的圆形玻璃试片.喷涂前,玻璃试片用丙酮清洗干净.喷涂压力为15MPa,喷涂温度为60℃,涂层厚度为(210±012)mm.涂层完全固化后,将涂膜从玻璃试片上剥离.


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