偶联剂在环氧树脂胶粘耐磨涂层中的应用（二）

更新时间：2021-06-02　点击：864　所属栏目：行业动态 Update Time:2021-06-02 Hits:864 Belong Column:

对比图4a、图4b及图4c,添加KH-550的涂层断面上,出现鱼鳞层状断裂特性(如图4中A、B处),说明在外界载荷作用下,复合材料没有从粘接剂固化物与颗粒间断裂,而是呈现典型的树脂断裂特征,证明界面结合良好,结合强度大于粘接剂自身强度;而未加KH-550的断面上,在粘接剂固化物与SiC颗粒结合处有若干清晰裂纹(如C及D处),界面结合不良,如若施加外界载荷,这些裂纹极易沿原有方向扩展,终导致颗粒周围得不到胶体的镶嵌固定作用而脱落出来,造成涂层的失效。

2.2 KH-550对胶粘涂层耐磨性的影响
从图5中可以看到:不论KH-550以何种方式加入,使用量为多少,胶粘涂层的耐冲蚀磨损性相比未加入KH-550时都得到一定的提高,并且复合试样的耐磨性在胶体具有高粘接强度时较好,其中8号试样(迁移法KH-550量为3.3%)的冲蚀磨损率低,为0.11mg/min,1号试样(KH-550量为0%)的相对耐磨性达5.36。

在复合涂层的冲蚀磨损过程中,胶体固化物的硬度比冲击粒子低得多,极易磨损。随胶体固化物的进一步磨损,碳化硅颗粒的暴露面积不断增大,在磨粒的不断冲击下,碳化硅颗粒与胶体的界面处将产生反复的变形,终导致该处形成疲劳裂纹。裂纹的进一步扩展,必将引起碳化硅颗粒与复合层内胶体的结合失效,致使碳化硅颗粒从胶体上脱落,形成凹坑,此为磨损的一个循环过程。可见胶体与碳化硅颗粒间的界面结合强度对复合涂层的磨损速度有决定性影响,界面结合强度越大,在冲击力下越不易失效,粒子脱落的可能性大大减小,因而复合涂层的磨损量越小。因此提高各相之间界面结合强度是提高复合材料耐磨性的关键因素。而偶联剂则恰恰能很好地使胶体各组分相之间、无机填料及钢基表面与所接触的有机相之间牢固地粘合在一起,数据体现在各粘接强度得到很大提高上。
图6是8号试样在60°攻角下的冲蚀磨损形貌。从图中可以看到,在石英砂粒子的水平切削及垂直冲击作用下,胶体与碳化硅颗粒界面虽有少许疲劳裂纹,但SiC颗粒仍牢牢镶嵌在胶体固化物中而没有脱落,材料表面损耗较小,因而耐磨性较高。

3 结论
1) 环氧胶粘涂层中加入KH-550后,可显著提高其粘接强度,随着KH-550加入量的增大,粘接强度都呈现一种趋势:先增大直至高值,然后降低。
2)偶联剂的使用为迁移法时更实用一些,且使用量为3.3%时,综合粘接强度优。
3)偶联剂KH-550加入后,环氧胶粘涂层的耐冲蚀磨损性明显提高。KH-550加入量为3.3%时耐磨性好,与不加KH-550的涂层的相对耐磨性对比,相对耐磨性达5.36。