專利名稱：一種抗沖磨復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，尤其是涉及一種耐沖耐磨的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
在水利水電工程中，泄水建筑物由于高速夾沙水流的作用造成嚴(yán)重磨蝕是極為普遍的現(xiàn)象。隨著我國水利水電建設(shè)的大力開發(fā)，西南地區(qū)一批高水頭、大流量高壩建設(shè)的展開，泄水消能建筑物表面抗高速含沙水流沖磨和氣蝕破壞的問題越來越受到人們的重視，這其中除了水工設(shè)計方面的技術(shù)研究以外，采用性能優(yōu)異的抗沖耐磨材料是至關(guān)重要的技術(shù)途徑之一。目前常用的抗磨蝕材料一般以高強混凝土為主。由于高強混凝土施工中容易產(chǎn)生裂縫及其它技術(shù)問題，影響到工程的使用效果，其抗沖磨防護能力依然未能達到理想的效果，尚不能滿足泄水建筑物的高抗沖磨性能要求。因此，尋求高沖擊韌性和高抗沖蝕性能的表面工程材料成為水工結(jié)構(gòu)研究的熱點之一。申請?zhí)枮?00710053617.X的專利申請文件提供了一種抗沖撞復(fù)合材料，抗沖撞是指抗沖擊、碰撞，而在耐沖擊、磨損的場合下還有所欠缺，這是因為抗碰撞和耐磨損在力學(xué)性能方面的要求有所不同。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本申請人提供了一種抗沖磨復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明制備得到的復(fù)合材料具有硬度高、粘接性強、耐磨損的特點。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下:—種抗沖磨復(fù)合材料，其原料組份及各組分的重量份數(shù)為:環(huán)氧樹脂100份，改性聚氨酯5 40份，表面活性劑0.03 0.05份，粉體20 50份，砂礫料10 50份；所述改性聚氨酯的制備方法為:將單組份聚氨酯與改性劑按照質(zhì)量比10:1 5:1的比例投入到反應(yīng)釜中，均勻混合，緩慢升溫至100°C 120°C，保溫I 2小時；然后冷卻至室溫、過濾，得到改性聚氨酯；所述改性劑為端氨基乙烯基樹脂、端氨基聚醚、異氰酸酯、端羧基丁腈液體橡膠、端氨基丁腈液體橡膠中的至少一種；所述環(huán)氧樹脂的類型包括縮水甘油基型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂。所述表面活性劑為硅烷偶聯(lián)劑KH550、KH570、KH151、KH171、KH792中的至少一種。所述粉體材料包括粉煤灰、硅灰、石英粉中的至少一種。所述砂礫料的平均粒徑為45微米。一種抗沖磨復(fù)合材料的制備方法，它包括如下步驟:(I)改性聚氨酯的制備:將單組份聚氨酯與改性劑按照質(zhì)量比10:1 5:1的比例投入到反應(yīng)釜中，均勻混合，緩慢升溫至100°C 120°C，保溫I 2小時；然后冷卻至室溫、過濾，得到改性聚氨酯；(2)先將環(huán)氧樹脂與改性聚氨酯混合均勻，然后在環(huán)氧樹脂與改性聚氨酯的混合物中加入表面活性劑、粉體、砂礫料，在攪拌機中充分?jǐn)嚢杈鶆?，即得；所述各原料組分的重量份數(shù)為:環(huán)氧樹脂100份，改性聚氨酯5 40份，表面活性劑0.03 0.05份，粉體20 50份，砂礫料10 50份。在上述技術(shù)方案中，環(huán)氧樹脂類型如下:(I)縮水甘油基型環(huán)氧樹脂，如:普通雙酚A型環(huán)氧樹脂、4，4' -二羥基二苯砜雙縮水甘油醚環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、甘油環(huán)氧樹脂、四酚基乙烷四縮水甘油醚、間苯二酚雙縮水甘油醚、均苯三酚三縮水甘油、雙間苯二酚縮醛四縮水甘油醚、胺基環(huán)氧樹脂(氨基四官能環(huán)氧樹脂、對胺基苯酚環(huán)氧樹脂、AFG-90#環(huán)氧樹脂、N，N' -二對羥基六基乙二胺、589#環(huán)氧樹脂)、縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂(四氫化苯二甲酯環(huán)氧樹脂、1，2-環(huán)氧環(huán)己烷4，5 二甲酸環(huán)氧樹脂、鄰苯二甲酯環(huán)氧樹脂、間苯二甲酯環(huán)氧樹脂、均苯三甲酯環(huán)氧樹脂、對苯二甲酯環(huán)氧樹脂、六氫化鄰苯二甲酯環(huán)氧樹脂、內(nèi)次甲基四氫化鄰苯二甲酯環(huán)氧樹脂、對羥基苯甲酸環(huán)氧樹脂)等；(2)脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，如:二氧化雙環(huán)戊二烯環(huán)氧樹脂、H-71環(huán)氧樹脂、雙(2，3_環(huán)氧基環(huán)戊基)醚環(huán)氧樹脂、6221#環(huán)氧樹脂、乙烯基環(huán)己烯雙環(huán)氧樹脂、萜烯雙環(huán)氧樹脂、雙環(huán)戊二烯多元醇雙環(huán)氧樹脂。③其它類型環(huán)氧樹脂，如:海因環(huán)氧樹脂、難燃環(huán)氧樹脂(溴化樹脂、磷化環(huán)氧樹脂、2C-7環(huán)氧樹脂)、高韌性螺結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹脂、有機硅環(huán)氧樹脂等。本發(fā)明抗沖磨復(fù)合材料的制備原理為:首先對單組份聚氨酯進行改性，然后與環(huán)氧樹脂進行交聯(lián)固化，從分子結(jié)構(gòu)的角度對材料的性能進行調(diào)整，得到的新型的抗沖磨材料不僅具有環(huán)氧樹脂的剛性分子鏈段，又具有聚氨酯的柔性分子鏈段，從而兼具環(huán)氧樹脂的硬度高、粘結(jié)性強和聚氨酯韌性好、耐磨性佳的特點`，具有優(yōu)秀的綜合性能。由于其特殊的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及功能基團，材料還被賦予了極的水解穩(wěn)定性、優(yōu)良的抗老化性、氣干性等性能。本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于:本發(fā)明制備的新型抗沖磨材料不僅可以滿足水工混凝土抗沖磨防護的特殊需要，也可以作為水工建筑物的抗汽蝕材料以及防水抗碳化涂層材料。本發(fā)明抗沖磨復(fù)合材料的高硬度和韌性能夠抵抗水工建筑物中混凝土受到高速水流的沖磨破壞。本發(fā)明抗沖磨復(fù)合材料的初步凝固時間在4小時左右，完全固化并達到最佳性能的時間在28天左右。
具體實施例方式實施例1抗沖磨復(fù)合材料,它包括環(huán)氧樹脂100重量份、改性聚氨酯40重量份、表面活性劑KH-5500.04重量份、硅灰40重量份、砂礫料30重量份；本發(fā)明抗沖磨復(fù)合材料的制備方法為:德國拜耳公司產(chǎn)單組份聚氨酯:端氨基乙烯基樹脂、端氨基聚醚、異氰酸酯(這三個原料各自的用量相同)之和為10:1的比例投入到反應(yīng)釜中，均勻混合，緩慢升溫至120°C，保溫I小時后冷卻至室溫，過濾后得到改性聚氨酯。
選取環(huán)氧樹脂與改性聚氨酯以及表面活性KH-550混合均勻，加入粉體用攪拌機充分?jǐn)嚢杈鶆?，最后加入砂礫料用攪拌機充分?jǐn)嚢杈鶆蚣纯?。制備得到的抗沖磨材料的基本性能如表I所示:表I
權(quán)利要求
1.一種抗沖磨復(fù)合材料，其特征在于其原料組份及各組分的重量份數(shù)為: 環(huán)氧樹脂100份，改性聚氨酯5 40份，表面活性劑0.03 0.05份，粉體20 50份，砂石樂料10 50份； 所述改性聚氨酯的制備方法為:將單組份聚氨酯與改性劑按照質(zhì)量比10:1 5:1的比例投入到反應(yīng)釜中，均勻混合，緩慢升溫至100°C 120°C，保溫I 2小時；然后冷卻至室溫、過濾，得到改性聚氨酯； 所述改性劑為端氨基乙烯基樹脂、端氨基聚醚、異氰酸酯、端羧基丁腈液體橡膠、端氨基丁腈液體橡膠中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗沖磨復(fù)合材料，其特征在于所述環(huán)氧樹脂的類型包括縮水甘油基型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗沖磨復(fù)合材料，其特征在于所述表面活性劑為硅烷偶聯(lián)劑KH550、KH570、KHl51、KHl71、KH792 中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗沖磨復(fù)合 材料,其特征在于所述粉體材料包括粉煤灰、硅灰、石英粉中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗沖磨復(fù)合材料，其特征在于所述砂礫料的平均粒徑為45微 米。
6.一種抗沖磨復(fù)合材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟: (1)改性聚氨酯的制備:將單組份聚氨酯與改性劑按照質(zhì)量比10:1 5:1的比例投入到反應(yīng)釜中，均勻混合，緩慢升溫至100°C 120°C，保溫I 2小時；然后冷卻至室溫、過濾，得到改性聚氨酯； (2)將環(huán)氧樹脂、改性聚氨酯、表面活性劑、粉體、砂礫料混合，在攪拌機中充分?jǐn)嚢杈鶆?，即得? 所述各原料組分的重量份數(shù)為:環(huán)氧樹脂100份，改性聚氨酯5 40份，表面活性劑·0.03 0.05份，粉體20 50份，砂礫料10 50份。
全文摘要
一種抗沖磨復(fù)合材料，其原料組份及各組分的重量份數(shù)為環(huán)氧樹脂100份，改性聚氨酯5～40份，表面活性劑0.03～0.05份，粉體20～50份，砂礫料10～50份；所述改性聚氨酯的制備方法為將單組份聚氨酯與改性劑按照質(zhì)量比10:1～5:1的比例投入到反應(yīng)釜中，均勻混合，緩慢升溫至100℃～120℃，保溫1～2小時；然后冷卻至室溫、過濾，得到改性聚氨酯；然后將環(huán)氧樹脂、改性聚氨酯、表面活性劑、粉體、砂礫料混合，在攪拌機中充分?jǐn)嚢杈鶆?，即得。本發(fā)明制備得到的復(fù)合材料具有硬度高、粘接性強、耐磨損的特點。
文檔編號C08K3/34GK103205088SQ201310131478
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者韓煒, 王智輝, 王彩虹 申請人:無錫永高新材料科技有限公司