一种钢渣制备的耐磨涂料、耐磨涂料涂层块及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种钢渣制备的耐磨涂料、耐磨涂料涂层块及制备方法。该耐磨涂料，由原料钢渣、环氧树脂、固化剂制成，其中，钢渣为1‑1.5mm及3‑3.5mm两种粒度区间，本发明专利技术以钢渣为主要原料，对钢渣成分无要求，仅对粒度有要求，故无需对钢渣进行深层次的处理，即可变废为宝，从根本上解决了钢渣处理难，费用投入高的问题，耐磨涂料作为一种新型功能涂料，使用量大，通过该耐磨涂料的推广，每年至少能处理钢渣0.16亿吨，由于钢渣价格及其便宜，本发明专利技术耐磨涂料的成本主要来自价格低廉的环氧树脂、固化剂，但其耐磨性与陶瓷耐磨涂料和碳化硅耐磨涂料相当，而成本连两者的一半都不到，故具有广阔的推广前景。

Abrasion resistant coating prepared by steel slag, abrasion resistant coating block and preparation method

The invention relates to an abrasion resistant coating prepared by steel slag, an abrasion resistant coating block and a preparation method thereof. The abrasion resistant coating, by raw materials, steel slag, epoxy resin, curing agent, which is 1 1.5mm and 3 steel slag 3.5mm two particle size range, the invention uses steel slag as the main raw material, no requirement for the slag composition, only has the size of, so there is no need for steel slag for deep processing, can be can fundamentally solve the difficult problem of the steel slag processing, high investment cost, as a new type of functional coating abrasion resistant coatings, the use of a large quantity, through the promotion of the abrasion resistant coating, at least 0.16 tons of steel slag processing every year, because of price and cheap steel slag, the abrasion resistant coatings mainly from epoxy resin, curing cost agent of low price, but the wear resistance and wear resistant ceramic coating and silicon carbide wear-resistant coatings, and the costs are not even the half, so it has broad prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种钢渣制备的耐磨涂料、耐磨涂料涂层块及制备方法
本专利技术涉及涂料，尤其涉及一种钢渣制备的耐磨涂料、耐磨涂料涂层块及制备方法。
技术介绍
钢渣是炼钢后所排的一种固体废弃物，在炼钢过程中，由金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物，被侵蚀的炉衬和补炉材料、金属炉料带入的杂质如泥砂，和特意加入的造渣材料，如石灰、萤石、脱氧剂等所形成的废物。钢渣主要由钙、铁、硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧化物组成。主要的矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁铝酸钙以及硅、镁、铁、锰、磷的氧化物形成的固熔体，还含有少量游离氧化钙以及金属铁、氟磷灰石等。有的地区因矿石含钛和钒，钢渣中也稍含有这些成分。钢渣中各种成分的含量因炼钢炉型、钢种以及每炉钢冶炼阶段的不同，有较大的差异。故钢渣成分比较复杂，加之钢渣化学稳定好，造成钢渣处理一直是困扰我国炼钢行业的难题。在过去，这种固体废弃物大部分被用做路基回填材料，利用率一直很低，既占用大量城市土地，又对环境、空气造成严重污染。我国国内积存钢渣已有I亿吨以上，且每年仍以数百万吨的排渣量递增，仅2016年一年就产生了近I.6亿吨钢渣，这些钢渣大量堆积，不仅成为环境污染的一大公害，而且占用大量土地。由于成分复杂且含有锰、钒等有害元素，最主要是钢渣性能十分稳定，导致钢渣处理困难，深层次的开发和利用难度大，成本高，所以我国钢渣的利用率仅有10％，若不综合利用，钢渣会占用越来越多的土地，影响钢铁工业的可持续发展。因此，通过浅层次的开发，即可将钢渣制成产品，变废为宝，是有效解决钢渣处理难题的根本。耐磨涂料作为一类具有特殊功能的新型功能涂料，具有较好耐磨损性好，可提高基底的耐磨性、硬度和使用寿命，具有广阔的市场，市场需求量大。但如今市场上一直推崇的是陶瓷耐磨涂料和碳化硅耐磨涂料，该涂料硬度高，耐磨性能好，但是所需原料价格高，制备工艺复杂，故这两种耐磨涂料价格均很昂贵，推广性差，尤其是陶瓷耐磨涂料，并且制造过程中会产生大量的废气等污染物，不利于环境保护。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种钢渣制备的耐磨涂料、耐磨涂料涂层块及制备方法。根据本专利技术的一个方面，提供了一种钢渣制备的耐磨涂料，由原料钢渣、环氧树脂、固化剂制成，其中，钢渣为1-1.5mm及3-3.5mm两种粒度区间，粒度1-1.5mm的钢渣与粒度3-3.5mm的钢渣的重量比为1:8-10，粒度3-3.5mm的钢渣与环氧树脂的重量比为2-4:1，1-1.5mm的钢渣与固化剂的重量比为1：0.15-0.5。钢渣为1-1.5mm及3-3.5mm两种粒度区间。钢渣硬度为7，但是必须要选择合适的粒度，才能使高硬度、高抗冲击力的优势发挥最大。粒度过大时，重量大，附着力差，无法做到紧密堆积，在冲击力作用下，极易剥离或脱落，耐磨性差；钢渣粒度过小，如小于0.2mm，抗冲击力几乎为0，也相应的没有耐磨性。本专利技术通过大量的实验，选取粒度在1-1.5mm之间或3-3.5mm之间的钢渣，这两种粒度的钢渣混合，小粒度钢渣填充至大粒度钢渣的空隙内，形成颗粒紧密的堆积，具有高附着性，钢渣具有微膨胀性，环氧树脂与固化剂形成的环氧树脂胶具有软度，二者相容性强，抗冲击力强，本专利技术涂料在冲击力作用下，涂层内部颗粒，一层层损耗，耐磨性高。在抵抗应力诱发的裂纹时具有明显的抑制作用，裂纹在应力的作用下发生扩展遇到钢渣颗粒，由于该颗粒极高的强度和小的膨胀系数，裂纹被钉住，要继续扩展必须要用更大的力去穿透颗粒或发生裂纹偏转，增加界面面积，从而增加能量的消耗，提高本专利技术耐磨涂料的强度和韧性。粒度1-1.5mm的钢渣与粒度3-3.5mm的钢渣的重量比为1:8-10。两种粒度范围的钢渣，在重量比为1:8-10时，通过混合，在环氧树脂、固化剂的作用下，啮合在一起，堆积紧密，通过大小粒度钢渣的分布，提高耐磨涂料的耐磨性。进一步的，耐磨涂料的厚度至少为1.5cm。进一步的，环氧树脂为双酚A型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、环氧化烯烃环氧树脂的至少一种。固化剂为芳香胺固化剂、酸酐类固化剂的至少一种。所述种类环氧树脂与固化剂混合后所得的环氧树脂胶强度高、抗冲击性好，耐热性好、耐腐蚀性能好，化学性能稳定，与钢渣之间没有化学反应发生，而且具有微变形能力，柔度好，故可以包容钢渣的微膨胀，不会造成开裂。环氧化烯烃环氧树脂优选为二氧化乙烯基环己烯氧化树脂、二氧化双环戊二烯环氧树脂的至少一种，多酚型缩水甘油醚环氧树脂优选为酚醛环氧树脂EPN、间苯二酚甲醛环氧树脂的至少一种。酸酐类固化剂优选为邻苯二甲酸酐、聚壬二酸酐的至少一种，芳香胺固化剂优选为间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷的至少一种。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种耐磨涂料的制备方法，包括以下步骤：将粒度1-1.5mm的钢渣与固化剂混合，制成组分A；将粒度3-3.5mm的钢渣与环氧树脂混合，制成组分B；组分A与组分B混合制得耐磨涂料。组分A与组分B是在进行基底表面涂层处理之前再混合，以防发生固化反应，无法施工。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种耐磨涂料涂层块，该涂层为曲面或平面，由原料钢渣、环氧树脂、固化剂制成，其中，钢渣为1-1.5mm及3-3.5mm两种粒度区间，粒度1-1.5mm的钢渣与粒度3-3.5mm的钢渣的重量比为1:8-10，粒度3-3.5mm的钢渣与环氧树脂的重量比为2-4:1，1-1.5mm的钢渣与固化剂的重量比为1：0.15-0.5。进一步的，涂层块为板状、半球状、圆柱状、破浪状结构的一种。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种耐磨涂料涂层块的制备方法，包括以下步骤：将粒度1-1.5mm的钢渣与固化剂混合，制成组分A；将粒度3-3.5mm的钢渣与环氧树脂混合，制成组分B；组分A与组分B至于模具中，经混合、固化、成型制得与模具相应形状的耐磨涂料涂层块。通过不同形状的模具制备不同形状的耐磨涂料涂层块制品。该制品直接固定到需表面涂层处理的基底上，无需现场混料，避免涂料现场混料，处理慢导致涂料固化无法正常使用。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术示例的钢渣制备的耐磨涂料，以钢渣为主要原料，对钢渣成分无要求，仅对粒度有要求，故无需对钢渣进行深层次的处理，即可通过与环氧树脂、固化剂制成耐磨涂料，变废为宝，从根本上解决了钢渣处理难，费用投入高的问题，耐磨涂料作为一种新型功能涂料，使用量大，市场前景广阔，通过该耐磨涂料的推广，每年至少能处理钢渣0.16亿吨，由于钢渣价格及其便宜，本专利技术耐磨涂料的成本主要来自价格低廉的环氧树脂、固化剂，但其耐磨性与陶瓷耐磨涂料和碳化硅耐磨涂料相当，甚至优于陶瓷耐磨涂料和碳化硅耐磨涂料，而成本连两者的一半都不到，故具有广阔的推广前景。2、本专利技术示例的钢渣制备的耐磨涂料，本专利技术通过大量的实验，选取粒度在1-1.5mm之间或3-3.5mm之间的钢渣，这两种粒度的钢渣混合，小粒度钢渣填充至大粒度钢渣的空隙内，形成颗粒紧密的堆积，具有高附着性，钢渣具有微膨胀性，环氧树脂胶具有软度，二者相容性强，抗冲击力强，本专利技术涂料在冲击力作用下，涂层内部颗粒，一层层损耗，耐磨性高。在抵抗应力诱发的裂纹时具有明显的抑制作用，裂纹在应力的作用下发生扩展遇到钢渣颗粒，由于该颗粒极高的强度和小的膨胀系数，裂纹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢渣制备的耐磨涂料，其特征是，由原料钢渣、环氧树脂、固化剂制成，其中，钢渣为1‑1.5mm及3‑3.5mm两种粒度区间，粒度1‑1.5mm的钢渣与粒度3‑3.5mm的钢渣的重量比为1:8‑10，粒度3‑3.5mm的钢渣与环氧树脂的重量比为2‑4:1，1‑1.5mm的钢渣与固化剂的重量比为1：0.15‑0.5。

【技术特征摘要】
1.一种钢渣制备的耐磨涂料，其特征是，由原料钢渣、环氧树脂、固化剂制成，其中，钢渣为1-1.5mm及3-3.5mm两种粒度区间，粒度1-1.5mm的钢渣与粒度3-3.5mm的钢渣的重量比为1:8-10，粒度3-3.5mm的钢渣与环氧树脂的重量比为2-4:1，1-1.5mm的钢渣与固化剂的重量比为1：0.15-0.5。2.根据权利要求1所述的钢渣制备的耐磨涂料，其特征是，环氧树脂为双酚A型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、环氧化烯烃环氧树脂的至少一种。3.根据权利要求2所述的钢渣制备的耐磨涂料，其特征是，环氧化烯烃环氧树脂为二氧化乙烯基环己烯氧化树脂、二氧化双环戊二烯环氧树脂的至少一种，多酚型缩水甘油醚环氧树脂为酚醛环氧树脂EPN、间苯二酚甲醛环氧树脂的至少一种。4.根据权利要求1所述的钢渣制备的耐磨涂料，其特征是，固化剂为芳香胺固化剂、酸酐类固化剂的至少一种。5.根据权利要求4所述的钢渣制备的耐磨涂料，其特征是，酸酐类固化剂为邻苯二甲酸酐、聚壬二酸酐的至少一种，芳香胺固化剂为间苯二甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨嵩，靳鸿飞，丁康，
申请(专利权)人：杨嵩，靳鸿飞，丁康，
类型：发明
国别省市：山东,37