王進(jìn)龍，張 析，王 軍

（西北礦冶研究院 精細(xì)化工研究所，甘肅 白銀 730900）

在有色金屬行業(yè)，許多設(shè)備和部件均受到流體腐蝕和沖蝕磨損。如浸出反應(yīng)槽、儲槽、濃密機、電解槽、球磨機、渣漿泵、旋流器、攪拌桶等選冶設(shè)備。因腐蝕和磨損使設(shè)備及備件使用周期大為縮短，不僅增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，而且由于設(shè)備檢修次數(shù)增大，使得勞動強度變大。

濕法煉鋅行業(yè)一般采用鉛銀合金作為陽極板，工業(yè)純鋁做陰極板，在硫酸鋅電解液中通直流電進(jìn)行電解沉鋅，在電解過程中，鋅離子在陰極得到電子被還原成鋅沉積下來，在板面聚集到一定厚度后，提出陰極鋁板剝離即得到鋅片，然后進(jìn)行熔鑄，對陰極鋁板進(jìn)行處理之后，再返回電解槽繼續(xù)使用[1]?？s短了陰極板的使用壽命，增加了生產(chǎn)成本。

文章針對鋅電解陰極板容易腐蝕問題而研究了一種耐蝕絕緣涂層材料，該種涂層材料可以阻止車間空氣酸度等惡劣環(huán)境對板材的腐蝕，延長陰極板的使用壽命，降低了成本。

1 實驗部分

1.1 實驗主要原料

試驗所用的主要原材料規(guī)格及廠家如表1。

表1 試驗原材料及規(guī)格

1.2 HTPB-聚氨酯/環(huán)氧樹脂聚合物合成實驗

1.2.1 合成原理

端羥基聚丁二烯橡膠（分子量3000～3500，羥基0.5～0.65mmol/g）與甲苯二異氰酸酯（TDI）進(jìn)行聚合反應(yīng)生成端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體。其主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

利用由端羥基聚丁二烯橡膠制備得到的端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體中端異氰酸酯基（—NCO）活性很高的特點，使其與環(huán)氧樹脂分子鏈中的羥基（—OH）反應(yīng)，從而使端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體以化學(xué)鍵合的形式接枝到環(huán)氧樹脂主體結(jié)構(gòu)中，得到端羥基聚丁二烯改性環(huán)氧樹脂聚合物。其主要化學(xué)反應(yīng)方程式為:

1.2.2 HTPB-聚氨酯/環(huán)氧樹脂聚合物與E-44環(huán)氧樹脂性能比較

合成的HTPB-聚氨酯/環(huán)氧樹脂聚合物，其性能與E-44環(huán)氧樹脂性能比較如表2。

表2 HTPB-聚氨酯/環(huán)氧樹脂聚合物與E-44環(huán)氧樹脂性能比較

由表2可見，合成的HTPB-聚氨酯/環(huán)氧樹脂聚合物與E-44環(huán)氧樹脂相比，在抗拉強度、抗剪強度、耐磨性、耐溫性等方面均有所提高[2]。

2 結(jié)果與討論

2.1 預(yù)聚體的用量對聚合物性能的影響

端異氰酸酯預(yù)聚體的加入量是影響聚合物性能的最直接因素，加入量小將起不到改性的作用，加入量太多，改性聚合物的交聯(lián)度提高，柔性基團(tuán)數(shù)量上升，使聚合物的剛性和強度下降。預(yù)聚體的用量對聚合物性能的影響見圖1。

圖1 端異氰酸酯預(yù)聚體用量對聚合物性能的影響

由圖1可以看出,隨著端異氰酸酯預(yù)聚體用量增加，聚合物的力學(xué)性能逐漸提高，用量為10%時改性效果最好。

2.2 納米SiO2用量對材料性能的影響

納米SiO2用量對聚合物性能的影響如圖2、3所示。

圖2 納米SiO2用量對聚合物力學(xué)性能的影響

圖3 納米SiO2用量對聚合物磨耗值的影響

由圖2、圖3可知，當(dāng)納米SiO2添加量為1.5%時，復(fù)合涂層材料抗拉強度和抗剪強度最高，磨耗值最低[3]。

2.3 微米SiC用量對材料性能的影響

微米SiC用量對材料性能的影響如圖4所示。

圖4 碳化硅用量對材料磨耗值的影響

由圖可知，隨著SiC用量增大，材料磨耗值逐漸降低，當(dāng)SiC用量為60%時，材料磨耗值逐漸升高，這是因為SiC硬度大，耐磨性好，當(dāng)加入量過大時，使得材料體系中填料體積濃度變大，從而使材料內(nèi)聚能變小，磨耗值變大。

2.4 偶聯(lián)劑KH550加入量對材料性能的影響

經(jīng)過探索性試驗篩選，選用KH-550硅烷偶聯(lián)劑，并對KH-550偶聯(lián)劑用量對材料性能影響進(jìn)行了研究，影響如圖5、6所示。

圖5 KH-550用量對復(fù)合材料力學(xué)性能影響

圖6 KH-550用量對復(fù)合材料磨耗值的影響

由圖5、圖6可知，當(dāng)KH-550添加量為1.0%時，復(fù)合涂層材料抗拉強度和抗剪強度最高，磨耗值最低。

綜上所述，通過試驗數(shù)據(jù)及結(jié)果分析。合成的HTPB-聚氨酯/環(huán)氧樹脂聚合物與E-44環(huán)氧樹脂相比，在抗拉強度、抗剪強度、耐磨性、耐溫性等方面均有所提高；納米二氧化硅對復(fù)合涂層材料的性能影響較為明顯，當(dāng)納米二氧化硅用量為復(fù)合涂層材料的1.5%時，可使抗壓強度提高45%，抗剪強度提高32%，耐磨性提高16%；微米級SiC加入，可明顯改善涂層材料的耐蝕耐磨性，其加入量為60%時，復(fù)合涂層材料的耐磨性最好；KH-550硅烷偶聯(lián)劑可以改善納米二氧化硅及微米級SiC在聚合物中的分散性和潤濕性，KH-550硅烷偶聯(lián)劑最佳用量為復(fù)合涂層材料的1～1.25%時，可明顯改善填料在聚合物中的潤濕分散性。

3 結(jié)語

①通過對改性多元胺、芳香胺等系列中多種固化劑試驗對比，選擇自制的復(fù)配型T-28為固化劑。該固化劑具有粘度小、毒性低、固化溫度低、粘結(jié)強度大特點。②該復(fù)合涂層材料配方采用無溶劑配方設(shè)計，提高了復(fù)合材料與基體材料的粘結(jié)強度，避免有機溶劑揮發(fā)到大氣中對環(huán)境造成污染。