耐磨聚氨酯喷涂技术在矿业中的应用

        矿业工程设备的磨损和腐蚀一直是令矿业工程师和管理者头疼的问题，也是形成出产本钱高、出产功率低下的重要原因之一。多年来，适合矿山使用的高耐磨、高弹性、高强度、高防腐性的非金属资料的研究，一直是一个很重要的科研课题。矿业界巫待一种全新的资料及工艺解决出产中的耐磨、防腐等难题。众所周知，聚氨酯弹性体是在耐磨橡胶基础上发展起来的一种“以柔克刚”耐磨资料。已经在矿业各个作业过程中得到推广使用，可是传统聚氨酯弹性体往往采用模具浇注成型的方法，在异型件、大型件的加工上成型难度大，出资高。在此背景下，研发了耐磨聚氨酯喷涂技能，该技能的出现为矿业界提供了一种全新的选择，其在工程使用中显示出了无可比拟的优越性。它突破了耐磨耐腐非金属资料成型使用模具的局限性，是一种新型的现场固化、快速成型工艺，它将高分子资料的成型技能扩展到一个全新的范畴，极大地扩展了其使用范围。同时，由于它具有优异的耐磨性、突出的防腐性能、耐老化性能、现场施工简便易行、本钱低一级优点，该新型资料使用远景非常广阔。

        一、聚氨酯喷射涂层的性能特点

        耐磨聚氨酯喷涂技术实质上是采用涂料的施工方法，固化后形成具有各种力学性能的材料，已突破原有涂料的范畴，是一种新材料、新设备、新工艺的有机结合。与传统的耐磨防腐材料或涂料相比较，主要表现在以下几个方面:

        1.固化速度快，可在任意曲面、斜面及垂直面上喷涂而不产生流淌现象，凝胶时间为10秒左右，1分钟即可达到步行强度。

        2.对水分、湿气不敏感，施工时不受环境温度、湿度的影响。

        3.100%的固含量，不含有任何发挥发性有机物，对环境友好。

        4.可按体积比进行喷涂或浇注，一次施工厚度范围可以从数百微米到数厘米，克服了以往多道施工的弊病。

        5.优异的理化性能，如拉伸强度、伸长率、柔韧性、耐磨性、耐老化、防腐蚀等。配方体系任意可调，手感从软橡皮邵到硬质弹性体。

        6.涂层致密、无接缝、耐介质性能十分突出，可耐水、海水、酸、碱、盐、油等介质的长期侵蚀。

        7.附着力好，与钢材的附着力大于10MPa，长期使用不脱落。

        8.耐紫外光老化，在户外长期使用不粉化、不开裂。

        9.聚氨酯喷射涂层的常规物理性能范围如下凝胶时间10~120秒，拉伸强度12~45MPa，断裂伸长率150%~800%，撕裂强度30~90kN/m，邵氏硬度30A~65D，对钢的附着力6~12MPa，低温柔性为-30℃弯曲无裂纹

        二、在矿山耐磨防腐工程中的应用

        1.磁选机滚筒耐磨涂层磁选机滚筒多采用不锈钢板卷焊而成，成本较高。在选矿工作时，圆筒直接与矿浆接触，磨损情况比较严重。磁选机在出厂时一般在筒体表面整体硫化橡胶以提高其耐磨性，但该橡胶在使用左右即发生磨穿失效，必须进行修复。目前，磁选机现场耐磨层修复一般采用粘贴耐磨橡胶板或聚氨酯橡胶板刮涂聚氨酯冷固化胶等办法。但粘贴耐磨橡胶板或聚氨酯橡胶存在接缝问题，矿浆很容易从接缝处进人界面造成鼓包、脱落。刮涂聚氨酯冷固化胶存在着固化速度慢、停工时间长、涂覆厚度不均匀、施工效率低等缺点。采用耐磨聚氨酷喷涂技术进行施工，一次施工即可达到设计厚度，固化速度快，涂层厚度均匀、施工效率高，施工完毕后数小时内即可投人使用。该材料具有高耐磨性、高绝缘性、水解稳定性等优良性能，克服了现有材料所存在的问题，大大延长了磁选机的寿命。

        2.浮选机、搅拌槽、溜槽过流面耐磨防腐处理采用耐磨聚氨酯喷涂技术进行处理浆料过流表面有着非常明显的优势，由于该材料与底材附着力高，不起包，无接缝，施工质量不受温度的影响。且使用寿命至少是橡胶的倍，甚至达到倍以上，并克服了衬胶起包、有接缝等诸多缺陷。聚氨酯喷射涂层不但具有优异的耐磨性，耐腐蚀性能也很突出，已广泛用于多家单位的浮选机、搅拌槽、螺旋溜槽等设备过流面的处理。例如浮选机槽体传统采用粘橡胶、铸石板等方式延长其使用寿命，但是由于粘贴工艺要求较高，接缝处很容易发生渗漏，施工质量难以保证。一旦发生局部破坏，如不及时发现并修补，很快便导致大面积脱落，进而整体失效。为了从根本上解决浮选机的耐磨防腐问题，某镍矿选矿厂经过多方面的考查论证，决定采用聚氨酯喷射涂层进行处理。几年来的使用结果表明涂层使用完好，无脱落、龟裂、磨穿等不良现象，底部未发现有漏矿，达到并超过预期的使用效果。而同等条件下采用粘贴橡胶板的浮选机槽体，施工完毕个月后就陆续发生起包、脱落等不良现象。

        3.矿浆输送管道的耐磨问题特别是尾矿输送采用了大量铸铁管道，长达几公里，甚至几十公里，内壁尤其是弯头处，矿浆对其磨损严重采用聚氨酷作管道的典型工程是年新西兰钢铁公司建成的直径188mm铁精矿输送管，全长22.5km，工作压力为14.9MPa，流速为3.9m/s。据报道，该输送管线工作状况一直良好。聚氨酯喷射涂层的力学强度及耐磨性完全达到甚至超过聚氨酯的水平，在工厂内可以采用自动化喷涂施工。施工速度快，涂层厚度均匀，光滑如镜，摩擦阻力小，可以大大延长管道的使用寿命

        耐磨聚氨酯喷涂技术作为一种新材料、新设备、新工艺的结合，是传统涂料涂装技术的一次革命性飞跃，已成为许多行业首选的材料由于其良好的耐磨、耐腐、施工简单等优点受到了矿山用户的欢迎。