一種改性有機矽樹脂/碳化矽複合磨料的製備方法與流程

2023-06-06 23:12:51 4

本發明涉及一種改性有機矽樹脂/碳化矽複合磨料的製備方法，用於船舶鋼材表面清理，屬於磨料技術領域。

背景技術：
船舶清洗主要是指的將船體外殼上塗層、垢層的清除。近年來清洗新技術發展較快,造修船工藝要求越來越高，船舶清洗技術與工藝也發生了明顯變化。目前，高壓水射流清洗技術、噴砂清洗、中性無酸清洗、氣體噴丸、PIG清洗技術、生物清洗技術、人工處理技術、機器人水下清理技術、超聲波清洗技術都已成功地應用到了船舶清洗領域。其中，利用高壓水帶動磨料實現高效的清洗效果的清洗方式成為目前較為流行的清洗方式，此種技術綜合了拋丸、噴砂、高壓水清洗等技術，達到了高效能，低汙染，操作簡便等特點。其中，在高壓水射流清洗技術中，拋丸和噴砂與高壓水清洗技術一體實現，在高壓噴頭噴出能量高度集中的水流，同時加入拋丸和噴砂工藝，即磨料，水流結合磨料對船舶鋼材表面的垢物進行撞擊、氣蝕、磨削、楔劈、粉碎和剝離，能夠清砂和除鏽，有效去除船舶鋼材表面的鹽、鹼、油垢，從而達到較好的清理效果。其中，磨料的作用日益凸顯，已經受到廣泛關注，現有技術中磨料一般採用金屬複合磨料，以鋼丸和鋼砂為主，而採用其他非金屬材料的磨料較少，金屬材料本身存在缺陷大，以破碎等特點，而且對於噴頭有一定傷害。CN201210029288.6公開了一種用於固結磨料拋光墊的納米金剛石-高分子複合磨料。專利文獻公開了一種製備金剛石-高分子複合磨料的製備方法，複合磨粒的內核為通過機械粉碎法，爆炸合成法或靜壓法製備得到的金剛石粉體，其粒徑範圍在1～100nm，上述粉體作為內核通過矽烷偶聯劑改性形成中間過渡層，最後用環氧樹脂和聚丙烯酸酯接枝包覆得到複合磨料，其中矽烷偶聯劑的質量為納米粒子質量的0.2％～2％；所述的環氧樹脂和聚丙烯酸酯的質量為無機納米粒子質量的0.2％～2％。這是一種硬度較高的磨料，但是有兩方面問題，第一，中間過渡層的效果較差，金剛石本身的硬度較高，惰性較大，以納米粉體的直接包覆形式，仍然會出現附著力不足的問題；第二，該磨料並不適合用於船舶鋼材表面的清理，主要和粒徑有關，粒徑太小，易產生粉塵。

技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題在於：現有船舶清洗磨料組分較為單一，而且效果較差的問題，通過製備一種硬度和強度都較大改性有機矽樹脂/碳化矽複合磨料，達到更好的清潔效果。技術方案：一種改性有機矽樹脂/碳化矽複合磨料的製備方法，包括如下步驟：第1步、改性有機矽樹脂的製備：按重量份計，將甲基丙烯酸羥乙酯0.5～1.6份、多異氰酸酯0.3～0.7份、聚對苯二甲酸乙二酯1.0～2.5份、甲基苯基二甲氧基矽烷0.2～0.5份、聚苯基矽氧烷3.5～5.0份和烷基聚二甲基矽氧烷0.3～0.7份，放入反應器中，加入去離子水5～10份，攪拌均勻，加入異丙苯過氧化氫0.05～0.25份，加熱進行反應，反應結束後，得到改性有機矽樹脂；第2步、SiC包覆：將SiC粉體放入化學氣相沉積反應室中，以正矽酸乙酯為原料，抽真空，通入保護氣體，反應室預熱至500-700℃，原料溫度90-120℃，包覆反應時間為30-60min，包覆結束後，待冷卻至室溫，取出，研磨10min；第3步、樹脂砂製備：按重量份計，取改性有機矽樹脂、固化劑2.2～4.5份、偶聯劑0.8～1.5份、氨基硫代酯1.5～3.5份、矽酸鋁纖維0.2～0.8份和玻璃纖維0.8～1.8份，混合均勻後，與80.0～120.0份包覆SiO2後的SiC粉體一起放入連續式混砂機中進行混制，即可。所述的第1步中，聚合反應的溫度是140～175℃，聚合反應時間是3～6小時。所述的第2步中，SiC粉體的粒徑為0.3-0.9mm。所述的第3步中，固化劑為聚醯胺固化劑或脂肪胺固化劑。所述的第3步中，偶聯劑為KH550矽烷偶聯劑、KH560矽烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑。有益效果本發明提供改性有機矽樹脂/碳化矽複合磨料，是採用非金屬材料製備磨料，以硬度較高的碳化矽為砂芯，並通過化學氣相沉積法在碳化矽粉體表面包覆一層二氧化矽納米層，一方面通過化學氣相沉積法，二氧化矽納米對碳化矽粉體的包覆性更為理想，另一方面也利於樹脂層接枝包覆。而且，對有機矽樹脂進行了改性，提高其機械強度，在包覆有二氧化矽納米層的碳化矽粉體上接枝包覆通過改性的有機矽樹脂塗層，整體提高了磨料的強度，由此，製備的複合磨料具有更為理想的清潔效果，而且可多次重複使用，降低了使用成本。具體實施方式為了進一步理解本發明，下面...