以下是白刚玉在超耐磨聚氨酯涂料中应用的关键点:
核心目的:提升耐磨性
机理: 白刚玉的莫氏硬度高达9(仅次于金刚石和碳化硅),远高于大多数摩擦材料(如砂砾、金属、橡胶、塑料等)。当涂层表面受到摩擦或冲击时,这些坚硬的颗粒充当“铠甲”,承受并分散外力,有效保护相对较软的聚氨酯树脂基体不被快速磨损或刮伤。
效果: 显著提高涂层的耐磨耗能力(如Taber耐磨测试、落砂耐磨测试等结果会大幅改善),延长涂层的使用寿命。
其他性能提升:
提高硬度: 白刚玉的加入会增加涂层的表面硬度和整体刚性,使其更耐压、耐划伤。
增加耐刮擦性: 坚硬的颗粒能有效抵抗尖锐物体的刮擦。
改善耐高温性: 白刚玉本身熔点极高(>2000°C),可提升涂层在高温环境下的稳定性和抗热软化能力。
一定的防滑性: 合适的粒径和添加量可以在微观层面增加涂层表面的粗糙度,提供一定的防滑效果(但需注意粒径选择,过粗可能影响外观和清洁)。
化学稳定性: 白刚玉对大多数酸、碱和溶剂具有优异的耐受性,有助于提升涂层的整体耐化学腐蚀性能。
应用关键因素:
粒径选择:
粗粒径(如80目-320目): 主要提供宏观耐磨和防滑性,常用于重型工业地坪、矿用设备、传送带等极端耐磨场合。涂层表面会有明显的颗粒感和纹理。
细粒径(如400目-3000目): 提供更细腻的表面和微观耐磨性。适用于需要高耐磨但同时也要求较好表面光滑度和外观的场合,如电子厂、制药厂、高端车库地坪、高档木器漆面漆等。超细粉(微米级)则用于追求极致表面平滑度但仍需高耐磨性的场合。
混合粒径: 有时会采用不同粒径的搭配,以达到性能与外观的平衡。
添加量:
添加量直接影响耐磨性提升的程度。通常在配方中占固体分的5% - 40% 不等,具体取决于:
所需的耐磨等级(越高耐磨要求,添加量越大)。
粒径(通常粗颗粒添加量可以更高些)。
对涂层其他性能(如柔韧性、光泽度、流平性、成本)的要求。
树脂体系对填料的承载能力。
过高的添加量可能导致粘度剧增、流平性变差、柔韧性下降、易开裂、成本增加等问题,需要找到最佳平衡点。
分散性:
至关重要! 白刚玉必须被充分、均匀地分散在聚氨酯树脂基体中。团聚的颗粒会成为薄弱点,降低耐磨效果,并可能影响涂层外观和机械性能。
需要选用合适的高剪切分散设备(如高速分散机、砂磨机、三辊机)。
通常需要添加高效的分散剂来帮助润湿白刚玉颗粒,防止团聚,确保稳定分散。
表面处理:
为了改善白刚玉颗粒与有机聚氨酯树脂的相容性、增强界面结合力、进一步提高分散稳定性和最终的耐磨效果,常对白刚玉进行表面处理。
常用的处理剂包括硅烷偶联剂(如KH-550, KH-560)或钛酸酯偶联剂。这些偶联剂能在白刚玉表面形成一层有机膜,与树脂产生化学键合或物理缠绕。
与树脂的匹配:
选择具有良好韧性、附着力和承载填料能力的聚氨酯树脂(通常是无溶剂或高固含体系)作为基料。树脂需要能将坚硬的颗粒牢固地“包裹”和“粘结”住。
确保白刚玉的添加不会过度损害树脂固有的优异性能(如柔韧性、耐冲击性)。
典型应用领域:
超高性能工业地坪: 工厂车间、仓库、物流中心、停车场(尤其重载区)、维修车间等。
耐磨面漆: 用于需要额外耐磨保护的混凝土、金属、木材表面。
运动场地: 如网球场、篮球场、跑道(面层或防滑层)。
传送带及滚筒包胶: 需要极高耐磨性的输送系统。
矿用设备防护: 矿车、溜槽、振动筛等。
高端木器漆: 如高档家具、台面、乐器表面,提供耐刮擦保护。
总结:
白刚玉是赋予聚氨酯涂料超耐磨性能的核心功臣。通过精心选择粒径、控制添加量、确保良好分散(配合分散剂和适当设备)、进行有效的表面处理,并将其与性能匹配的聚氨酯树脂体系结合,可以制造出满足各种严苛工况需求的超耐磨防护涂层。其应用显著提升了聚氨酯涂料在重摩擦、高磨损环境中的使用寿命和可靠性。