專利名稱：用于水泵的防蝕涂層、含有該涂層的水泵及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種城市供(排)水水泵，尤其涉及一種該水泵的防蝕涂層及其將該防蝕涂層加入(涂覆或噴涂到)水泵表面的施工方法。
背景技術(shù)：
城市供(排)水系統(tǒng)均需配置大量的大中型水泵。水泵機(jī)組的供(排)水效率是衡量水泵機(jī)組供(排)水電能消耗的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，其含義是指水流輸出功率與輸入功率之比值。一個(gè)水泵機(jī)組供排水效率越高，表明該水泵機(jī)組電能利用率越大，反之亦然。由于水泵加工過(guò)程中質(zhì)量粗糙以及長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中由于空蝕、銹蝕和腐蝕等原因，導(dǎo)致水泵機(jī)組供排水效率降低、電能消耗增加的不良后果。將給城市供排水系統(tǒng)直接帶來(lái)巨大的電能和經(jīng)濟(jì)損失。
如何提高城市供排水系統(tǒng)水泵機(jī)組的效率已受到國(guó)內(nèi)外水泵設(shè)計(jì)者和材料界普遍重視，其解決辦法有兩種一種辦法是水泵的泵殼和泵輪等采用不銹鋼材料，但水泵的制造價(jià)格將大大提高，目前國(guó)內(nèi)供(排)水公司一般未采用此方案。另一種辦法是對(duì)用碳鋼制成的泵殼和泵輪等部件，采用非金屬涂層進(jìn)行防空蝕、防銹蝕、防腐蝕和減阻保護(hù)，這種辦法目前正在被國(guó)內(nèi)外水泵制造廠和供(排)水公司所采納。
目前國(guó)外已有采用環(huán)氧膠作為水泵的防銹鉵和防腐蝕涂層，但這種涂層存在三個(gè)缺點(diǎn)一是抗空蝕性能差，涂層易脫落，使用壽命短，尤其對(duì)功率大的供排水水泵，由于空蝕作用大，此種涂層易脫落。二是此種環(huán)氧涂層因配方中含有大量的固體組份，導(dǎo)致與金屬底基的粘結(jié)強(qiáng)度降低(一般小于15MPa)，由此也造成降低使用壽命。三是此種涂層表面光滑度不高，本身對(duì)水流阻力較大，影響效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種用于水泵的防蝕涂層、含有該涂層的水泵及其施工方法，旨在解決上述缺陷。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的防蝕涂層由環(huán)氧膠為底膠、聚氨酯膠為面膠組成；所述的環(huán)氧膠由甲組份和乙組份組成；其中甲組份由一種或幾種環(huán)氧樹(shù)脂、一種或幾種環(huán)氧稀釋劑和幾種固體填料組成，其配比是100份/10-40份/80-100份；乙組份一種或幾種胺類混合固化劑組成；甲組份和乙組份的配比是100份/35-45；所述的聚氨酯膠由丙組份和丁組份組成；其中丙組份一種或幾種多異氰酸酯和一種或幾種聚醚(或聚酯)多元醇合成的預(yù)聚體組成，其配比是40～45份/100份；丁組份一種或幾種胺類和醇類組成的混合擴(kuò)鏈劑；丙組份和丁組份的配比是100/14-15；本發(fā)明的水泵包括水泵內(nèi)表面；還包括環(huán)氧膠為底膠、聚氨酯膠為面膠的復(fù)合涂層組成；本發(fā)明的施工方法是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的表面處理底基需預(yù)先進(jìn)行除銹、除油處理，再進(jìn)行噴砂使表面粗化，然后再涂上一層化學(xué)表面處理劑；預(yù)熱處理把底基加熱到15～80℃；將環(huán)氧膠為底膠的甲、乙兩組分按100份/35-45比例混合均勻，然后涂刷或噴涂到經(jīng)預(yù)先處理的底基上；將聚氨酯膠為面膠的丙、丁兩組分按100/14-15比例混合均勻，然后在15～40℃溫度下涂刷到已經(jīng)底膠處理的表面上；在15～80℃溫度下保持48小時(shí)以上；室溫下放置8～10天；
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是對(duì)供(排)水水泵的機(jī)組泵殼和泵輪等過(guò)流件起到防空蝕、防銹蝕、防腐蝕和水流減阻等作用，從而使水泵機(jī)組在水力輸送過(guò)程中達(dá)到降低功率損失和高效節(jié)能的目的，可應(yīng)用于城市供排水水泵和冶金、石化、發(fā)電、礦山等大型水泵。


圖1是本發(fā)明的水泵結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的防蝕涂層由環(huán)氧膠為底膠、聚氨酯膠為面膠組成；所述的環(huán)氧膠由甲組份和乙組份組成；其中甲組份由一種或幾種環(huán)氧樹(shù)脂、一種或幾種環(huán)氧稀釋劑和幾種固體填料組成，其配比是100份/10-40份/80-100份；乙組份一種或幾種胺類混合固化劑組成；甲組份和乙組份的配比是100份/35-45；所述的聚氨酯膠由丙組份和丁組份組成；其中丙組份一種或幾種多異氰酸酯和一種或幾種聚醚(或聚酯)多元醇合成的預(yù)聚體組成，其配比是40～45份/100份；丁組份一種或幾種胺類和醇類組成的混合擴(kuò)鏈劑；丙組份和丁組份的配比是100/14-15；所述的甲組份中的環(huán)氧樹(shù)脂可以是雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂(E-55、E-56、E-51、E-44、E-42、E-20、E-12)，聚丁二烯環(huán)氧樹(shù)脂和雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂；甲組份中的環(huán)氧稀釋劑可以是選擇含1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)環(huán)氧基的環(huán)氧化合物；甲組份中的固體填料可以是鈦白粉、滑石粉、硅微粉、炭黑、膨潤(rùn)土、碳酸鈣、碳化硅、水泥和玻璃微珠；乙組份中的胺類混合固化劑可以是固化劑選自芳香族和脂肪族胺及其改性體；593(改性脂肪胺)、T-31(改性酚醛胺)、聚酰胺類、醚胺類、酮亞胺類及自制改性芳胺，選擇其中一種或幾種；固化促進(jìn)劑選擇DMP-30及取代酚類；所述的自制改性芳胺由4，4’-二氨基二苯甲烷、甘油環(huán)氧樹(shù)脂、水揚(yáng)酸(100∶10∶15)、加入少量四氫糠醇組成；所述的丙組份中的多異氰酸酯可以是甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、MDI改性體(碳化二亞胺改性MDI、氨酯改性MDI)、摻混MDI(如MDI-50)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)；丙組份中的聚醚多元醇可以是聚環(huán)氧丙烷、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氫呋喃、低不飽和度聚醚、聚環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷共聚醚等多元醇；聚酯多元醇可以是己二酸-1，4丁二醇、己二酸-乙二醇、己二酸-丙二醇、間苯二甲酸-1，4丁二醇或乙二醇、丙二醇等二醇組成的聚酯多元醇；聚醚或聚酯多元醇官能度為2～3，數(shù)均分子量1000～8000；丁組份中的胺類和醇類組成的混合擴(kuò)鏈劑可以是胺類擴(kuò)鏈劑有N，N’二仲丁基亞甲基二苯胺、4，4’-二氨基二苯基甲烷、二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、3，3’-二氯-4，4’二氨基二苯基甲烷和脂肪族多元醇及它們的改性體；醇類擴(kuò)鏈劑有1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、三羥甲基丙烷、三乙醇胺。
實(shí)施例1環(huán)氧底膠制備方法環(huán)氧底膠由甲、乙兩個(gè)組分組成，其中1、甲組分配比環(huán)氧樹(shù)脂E-44(80份)、E-20(20份)、活性稀釋劑甲酚縮水甘油醚CGE(5～25份)、三羥甲基丙烷縮水甘油醚(10～30份)、填料水泥(70份)、滑石粉(18份)、白炭黑(1～2份)2、乙組分配比聚酰胺650(65份)、改性芳胺(35份)、DMP-30(3份)3、乙組分中改性芳胺(自制)制備由4，4’-二氨基二苯甲烷、甘油環(huán)氧樹(shù)脂、水揚(yáng)酸(100∶10∶15)、加入少量四氫糠醇，在90～100℃下反應(yīng)約2小時(shí)而制得。
4、環(huán)氧底膠制備100份甲組分與35～45份乙組分混合，并充分?jǐn)嚢杓纯芍频谩?br> 實(shí)施例2聚氨酯面膠制備方法1、面膠丙組分制備將聚醚多元醇N210 40份，N330 40份和芳香烴聚酯多元醇PH-5620份加入反應(yīng)釜中充分?jǐn)嚢杌旌喜⑸郎?，?dāng)溫度升到80℃時(shí)，連接真空系統(tǒng)抽真空并在100～140℃溫度，高真空度下抽空2～3小時(shí)，直到水份＜0.05％，降溫到60℃?zhèn)溆?，將IPDI 17.8份，ISONA TE143L 24.2份加入充氮的反應(yīng)釜中加溫到60℃，向釜中滴加上述已脫水的聚合多元醇，滴加完畢后在60～90℃之間保溫3小時(shí)獲得NCO％為5.3～5.7％的預(yù)聚體，該預(yù)聚體即為聚氨酯面膠丙組分，并放入桶中密封保存。
2、面膠丁組分的制備將UNILINK-4200 12.8份，1.4-BOD 1.6份充分?jǐn)嚢杌旌?，該混合物即為聚氨酯面膠丁組分，并放入桶中密封保存。
3、聚氨酯面膠涂層的制備在室溫下將面涂層丙組分100份和面涂層丁組分14～15份混合攪拌均勻，即可制得；注解N210，N330聚醚多元醇(上海高橋石化三廠制造)PH-56芳香烴聚酯多元醇(美國(guó)STEPAN公司制造)ISONATE143L液化MDI(美國(guó)DOW化學(xué)公司制造)IPDI異佛爾酮二異氰酸酯(德國(guó)HUELSAG公司制造)UNILINK-42004，4’-雙仲丁胺基二苯基甲烷(美國(guó)UOP公司制造)由圖1可見(jiàn)本發(fā)明的水泵包括水泵內(nèi)表面1；還包括環(huán)氧膠為底膠2、聚氨酯膠為面膠3的復(fù)合涂層組成；所述的聚氨酯膠為面膠3的厚度在0.5-1mm之間；本發(fā)明的施工方法是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的
表面處理底基需預(yù)先進(jìn)行除銹、除油處理，再進(jìn)行噴砂使表面粗化，然后再涂上一層化學(xué)表面處理劑1；預(yù)熱處理把底基加熱到15～80℃2；將環(huán)氧膠為底膠的甲、乙兩組分按100份/35-45比例混合均勻，然后涂刷或噴涂到經(jīng)預(yù)先處理的底基上3；將聚氨酯膠為面膠的丙、丁兩組分按100/14-15比例混合均勻，然后在15～40℃溫度下涂刷到已經(jīng)底膠處理的表面上4；在15～80℃一定溫度下保持48小時(shí)以上5；室溫下放置8～10天6；步驟3中涂1～2遍，要求均勻的涂滿整個(gè)施膠區(qū)域，然后在15～80℃下加溫0.5hr～5hr時(shí)間；步驟4中涂0.5mm厚(約涂5～6遍)，特殊部位可涂到1mm厚(約涂10遍)，每涂一遍均要求在上一層面膠表干后再涂下一遍。
作為水泵泵殼和泵輪等過(guò)流件的保護(hù)涂層，它具有以下三個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)一是涂層具有彈性故防空蝕性能優(yōu)異，其抗空蝕性能明顯高于環(huán)氧膠涂層。二是該復(fù)合涂層與金屬底基的粘結(jié)強(qiáng)度高(一般≥30MPa)且具有優(yōu)良的耐水性能。三是該復(fù)合涂層在水介質(zhì)中摩擦系數(shù)小于環(huán)氧涂層，因此水泵的節(jié)能效率高于環(huán)氧涂層。
其中環(huán)氧底膠與金屬(包括碳鋼、不銹鋼、銅和鋁等)底基之間具有高的粘結(jié)強(qiáng)度；聚氨酯面膠與環(huán)氧底膠界面之間，在15～80℃下也具有牢固的粘結(jié)強(qiáng)度。
解決了單獨(dú)采用環(huán)氧膠作為水泵節(jié)能涂層存在抗空蝕性能差以及單獨(dú)采用聚氨酯膠作為水泵節(jié)能涂層存在與金屬底基粘結(jié)強(qiáng)度低的缺點(diǎn)。本發(fā)明提供的復(fù)合涂層，綜合了環(huán)氧膠與金屬底基有高的粘結(jié)強(qiáng)度和聚氨酯膠有高的抗空蝕性能優(yōu)點(diǎn)，并解決了在15～80℃固化條件下環(huán)氧膠與聚氨酯膠界面之間也具有高的粘結(jié)強(qiáng)度。
在15～80℃條件下固化8～10天，具有高的綜合力學(xué)性能，其中拉伸強(qiáng)度達(dá)到32～36MPa，扯斷伸長(zhǎng)率達(dá)到450～500％，抗撕裂強(qiáng)度達(dá)到100～135KN/M，硬度(邵氏A)85～95。這些優(yōu)良的力學(xué)性能，確保本發(fā)明提供的聚氨酯面層，具有良好的抗空蝕性能。
權(quán)利要求
1.一種用于水泵的防蝕涂層，由環(huán)氧膠為底膠、聚氨酯膠為面膠組成；所述的環(huán)氧膠由甲組份和乙組份組成；其中甲組份由一種或幾種環(huán)氧樹(shù)脂、一種或幾種環(huán)氧稀釋劑和幾種固體填料組成，其配比是100份/10-40份/80-100份；乙組份一種或幾種胺類混合固化劑組成；甲組份和乙組份的配比是100份/35-45；所述的聚氨酯膠由丙組份和丁組份組成；其中丙組份一種或幾種多異氰酸酯和一種或幾種聚醚(或聚酯)多元醇合成的預(yù)聚體組成，其配比是40～45份/100份；丁組份一種或幾種胺類和醇類組成的混合擴(kuò)鏈劑；丙組份和丁組份的配比是100/14-15。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水泵的防蝕涂層，所述的甲組份中的環(huán)氧樹(shù)脂可以是雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂(E-55、E-56、E-51、E-44、E-42、E-20、E-12)，聚丁二烯環(huán)氧樹(shù)脂和雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂；甲組份中的環(huán)氧稀釋劑可以是選擇含1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)環(huán)氧基的環(huán)氧化合物；甲組份中的固體填料可以是鈦白粉、滑石粉、硅微粉、炭黑、膨潤(rùn)土、碳酸鈣、碳化硅、水泥和玻璃微珠；乙組份中的胺類混合固化劑可以是固化劑選自芳香族和脂肪族胺及其改性體；593(改性脂肪胺)、T-31(改性酚醛胺)、聚酰胺類、醚胺類、酮亞胺類及自制改性芳胺，選擇其中一種或幾種；固化促進(jìn)劑選擇DMP-30及取代酚類；所述的自制改性芳胺由4，4’-二氨基二苯甲烷、甘油環(huán)氧樹(shù)脂、水揚(yáng)酸(100∶10∶15)、加入少量四氫糠醇組成；所述的丙組份中的多異氰酸酯可以是甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、MDI改性體(碳化二亞胺改性MDI、氨酯改性MDI)、摻混MDI(如MDI-50)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)；丙組份中的聚醚多元醇可以是聚環(huán)氧丙烷、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氫呋喃、低不飽和度聚醚、聚環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷共聚醚等多元醇；聚酯多元醇可以是己二酸-1，4丁二醇、己二酸-乙二醇、己二酸-丙二醇、間苯二甲酸-1，4丁二醇或乙二醇、丙二醇等二醇組成的聚酯多元醇；聚醚或聚酯多元醇官能度為2～3，數(shù)均分子量1000～8000；丁組份中的胺類和醇類組成的混合擴(kuò)鏈劑可以是胺類擴(kuò)鏈劑有N，N’二仲丁基亞甲基二苯胺、4，4’-二氨基二苯基甲烷、二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、3，3’-二氯-4，4’二氨基二苯基甲烷和脂肪族多元醇及它們的改性體；醇類擴(kuò)鏈劑有1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、三羥甲基丙烷、三乙醇胺。
3.一種含有該涂層的水泵，包括水泵內(nèi)表面(1)；其特征在于還包括環(huán)氧膠為底膠(2)、聚氨酯膠為面膠(3)的復(fù)合涂層組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含有該涂層的水泵，其特征在于所述的聚氨酯膠為面膠3的厚度在0.5-1mm之間。
5.一種施工權(quán)利要求3方法，是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的表面處理底基需預(yù)先進(jìn)行除銹、除油處理，再進(jìn)行噴砂使表面粗化，然后再涂上一層化學(xué)表面處理劑(1)；預(yù)熱處理把底基加熱到15～80℃(2)；將環(huán)氧膠為底膠的甲、乙兩組分按100份/35-45比例混合均勻，然后涂刷或噴涂到經(jīng)預(yù)先處理的底基上(3)；將聚氨酯膠為面膠的丙、丁兩組分按100/14-15比例混合均勻，然后在15～40℃溫度下涂刷到已經(jīng)底膠處理的表面上(4)；在15～80℃一定溫度下保持48小時(shí)以上(5)；室溫下放置8～10天(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的施工方法，步驟(3)中涂1～2遍，要求均勻的涂滿整個(gè)施膠區(qū)域，然后在15～80℃下加溫0.5hr～5hr時(shí)間；步驟(4)中涂0.5mm厚(約涂5～6遍)，特殊部位可涂到1mm厚(約涂10遍)，每涂一遍均要求在上一層面膠表干后再涂下一遍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于水泵的防蝕涂層、含有該涂層的水泵及其施工方法，本發(fā)明的防蝕涂層由環(huán)氧膠為底膠、聚氨酯膠為面膠組成；本發(fā)明的水泵包括水泵內(nèi)表面(1)；還包括環(huán)氧膠為底膠(2)、聚氨酯膠為面膠(3)的復(fù)合涂層組成；本發(fā)明的有益效果是對(duì)供(排)水水泵的機(jī)組泵殼和泵輪等過(guò)流件起到防空蝕、防銹蝕、防腐蝕和水流減阻等作用，從而使水泵機(jī)組在水力輸送過(guò)程中達(dá)到降低功率損失和高效節(jié)能的目的，可應(yīng)用于城市供排水水泵和冶金、石化、發(fā)電、礦山等大型水泵。
文檔編號(hào)C09D163/02GK1814682SQ200510023869
公開(kāi)日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2005年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月4日
發(fā)明者陸企亭, 黃茂松, 史以洪, 雷永銘, 郭曉鶯, 候一斌 申請(qǐng)人:上?？颠_(dá)化工有限公司