[发明专利]一种高粘接强度的抗气蚀聚氨酯弹性体涂层及其制备方法

说明书

本发明一种高粘接强度的抗气蚀聚氨酯弹性体涂层属涂料领域，本发明由聚氨酯树脂和冷硫化剂两组份组成，所述聚氨酯树脂，由二异氰酸酯、二元醇和多异氰酸酯组成，所述冷硫化剂由多元胺聚合物、多元醇聚合物、除水剂、附着力促进剂、催化剂和颜填料组成；按配比将聚氨酯树脂和冷硫化剂混合均匀，采用刮涂、刷涂、滚涂和喷涂等方式，施涂于经过喷砂处理的水力机械过流部件金属基材表面，干燥固化24小时后，即在水力机械过流部件表面获得高粘接强度的抗气蚀聚氨酯弹性体涂层。

技术领域

本发明一种高粘接强度的抗气蚀聚氨酯弹性体涂层及其制备方法，属涂料领域，具体涉及无溶剂聚氨酯弹性体涂料。

背景技术

气蚀是水工建筑和水力机械运行过程中普遍存在的一种破坏形式，它属于磨损腐蚀的一种特殊形式，是由于过流部件附近的气泡剧烈溃灭瞬间产生的高压冲击波或高速微射流，高频进攻过流部件外表面，在材料外表面局部发生较大的塑性形变，致使材料表面产生破碎，形成蚀坑并裸露出新的基材。随着气蚀时间增加，蚀坑逐渐增大增深，当蚀坑扩展到一定程度后，过流部件就会发生断裂，从而对人们的生产生活造成难以估计的经济损失和人员伤亡。

气蚀严重制约了水利机械和水工建筑的发展，目前，除了利用计算机辅助设计、制造符合流体力学的过流部件和避免发生空化现象的运行条件外，还可以通过开发具有优异抗气蚀性能的新型材料，或者通过对过流部位进行表面处理，提高基材表面的综合性能，以有效解决过流部件的气蚀问题。

近些年来，随着表面处理技术的发展，以及具有良好抗空蚀性能涂层的研制，通过表面处理技术极大地提高了过流部件的抗空蚀性，延长了过流部件的使用寿命。表面激光改性、表面等离子改性、表面热喷涂、表面渗氮和堆焊等是经常使用的表面处理技术。这些提高抗空蚀性的表面处理工艺方法复杂，涂层成本较高，对工作环境及操作水平都要求严格，难以运用在大型工件表面且涂层破损后，修补比较困难，很难大面积推广使用。

抗气蚀高分子有机涂层材料价格较低，对各种基材的适用性好，现场施工方便，不损坏工件，并且具有保护期效长、易修补等特点，受到广泛关注。抗气蚀高分子涂层材料主要有高强度高硬度的刚性环氧涂层和弹性聚氨酯涂层两类。陶瓷粉末（氧化铝、碳化硅）增强的环氧树脂类涂层具有粘接强度大、硬度高、耐冲刷性能好等优点，但其脆性大，抗气蚀能力较差，不适合在气蚀破坏严重的场合使用；弹性聚氨酯涂层粘弹性好，能大量吸收气蚀产生的高频冲击能量，抗气蚀性能优异，同时其力学强度高，耐磨、抗冲刷等性能优良，是理想的抗气蚀涂层材料，但目前该类涂层材料在金属基材表面的结合强度有限，使用中，存在脱落的风险。

公开号为CN106349771A的发明专利《一种基体表面耐气蚀耐冲蚀的涂层及其制备方法》，使用立方氮化硼、环氧树脂胶和固化剂制备了一种基体表面耐气蚀耐冲蚀的涂层，该涂层可应用于液固及气液两相流对流的环境中抗冲蚀与抗气蚀，提升基体的使用寿命及安全性。公开号为CN 102020841A的发明专利《纳米聚氨酯弹性体及其制备方法以及用其进行抗磨蚀方法》提供了一种可提高水电站过流部件、水利工程附属设施及矿山机械的抗空蚀性能、抗磨性能、耐水性能及回弹延伸性能的纳米聚氨酯弹性体，具有良好的抗该涂层性能、良好的抗磨性能，优良的耐水性能及良好的回弹、延伸性能，但涂层使用的聚氨酯硫化剂MOCA为粉末状，需将聚氨酯加热至100℃，工件加热至50℃施工，且需保温固化，操作难度较大，施工质量难以保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高粘接强度的抗气蚀聚氨酯弹性体涂层及其制备方法，该聚氨酯弹性体涂层常温施工、常温固化、粘接强度大、两组份的混合操作时间长、后固化速度快、施工操作简单、内聚强度高、弹性好、使用寿命长等优点，使用在水力机械过流部件表面，有效解决过流部件的气蚀与冲蚀破坏问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：