一种高耐磨高耐腐蚀材料及离心泵的制作方法

1.本发明涉及高分子材料领域，具体为一种高耐磨高耐腐蚀材料及离心泵。


背景技术：

2.离心泵是一类常见的流体输送设备，其主要作用是将液体从一个地方输送到另一个地方，适用于输送急流、大流量的液体，离心泵的工作原理是靠离心力产生的，在泵轴转子的带动下，液体从泵体的吸入口进入，受到高速旋转的转子的离心力作用，液体被迫向外挤压，形成了口径越来越小的压力差，最终把液体从出口送出。离心泵在化工、冶金、采矿、石油等行业中的应用非常广泛，它具有输送能力强，流体输送量大，稳定性好，操作简单，无需手工控制等诸多优点，但是在离心泵使用过程中，会接触到很多具有腐蚀性的液体和含较高浓度固体颗粒的浆料，这无疑会造成离心泵的腐蚀、磨损，影响使用寿命。


技术实现要素：

3.发明目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种高耐磨高耐腐蚀材料及离心泵。
4.所采用的技术方案如下：
5.一种高耐磨高耐腐蚀材料，以重量份数计，包括:
6.pa树脂60-80份、abs树脂10-30份、n-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐-丙烯酰胺四元共聚物5-15份、环氧化弹性体1-5份、玻璃纤维20-40份、二硫化钼10-20份、聚四氟乙烯10-20份、硬脂酸锌0.1-0.5份。
7.进一步地，所述pa树脂为pa 66和/或pa 6。
8.进一步地，所述n-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐-丙烯酰胺四元共聚物的制备方法如下：
9.将二甲苯和自由基引发剂加入反应瓶中，在惰性气体保护下，升温至60-70℃，剧烈搅拌下，将n-苯基马来酰亚胺、苯乙烯、马来酸酐、丙烯酰胺溶于二甲苯后滴加入反应瓶中，滴毕后，控制聚合温度≤100℃反应2-4h，冷却至室温后，将反应液滴加入甲醇中，产生大量沉淀，过滤，干燥得到粗品，将粗品于甲醇中打浆后，过滤，干燥即可。
10.进一步地，所述n-苯基马来酰亚胺、苯乙烯、马来酸酐、丙烯酰胺的重量比为8-15：8-15：0.5-1.5：1-3。
11.进一步地，所述环氧化弹性体为poe-g-gma、sebs-g-gma、epdm-g-gma中的任意一种或多种组合。
12.进一步地，所述玻璃纤维上附着有成核剂。
13.进一步地，所述成核剂为纳米catio3。
14.进一步地，所述玻璃纤维的制备方法如下：
15.将kh550加入乙醇-水溶液中搅拌使其水解，再加入玻璃纤维，充分搅拌后滤出，加入到纳米catio3悬浮液中搅拌10-30min后，过滤，洗涤，干燥即可。
16.本发明提供了一种高耐磨高耐腐蚀材料的制备方法：
17.将pa树脂、abs树脂、n-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐-丙烯酰胺四元共聚物、环氧化弹性体、二硫化钼、聚四氟乙烯、硬脂酸锌混合均匀，放入双螺杆挤出机的加料口，玻璃纤维从喂料口加入，通过双螺杆挤出机挤出成型，挤出的细条状产物经过冷却、牵引、切粒、振动过筛得到粒料。
18.进一步地，双螺杆挤出机的加料段、熔融段以及计量段温度分别为250-260℃、270-280℃、290-300℃，螺杆转速为450-480r/min。
19.本发明还提供了一种离心泵，其组成结构中包括上述高耐磨高耐腐蚀材料。
20.本发明的有益效果：
21.本发明提供了一种高耐磨高耐腐蚀材料，pa树脂具有高强度、耐磨性、耐溶剂、自润滑等特性，但是也存在着尺寸稳定性差，耐冲击性能低等缺陷。将具有良好尺寸稳定性和冲击性能的abs树脂与其进行共混改性，可以得到兼具两种高分子材料优势的新型共混物，含酰胺基团的n-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐-丙烯酰胺四元共聚物作为反应性相容剂，可使两相界面张力减小，实现分散相尺寸的降低，改善pa树脂和abs树脂共混物的相容性，提升材料的力学、耐热、耐磨、耐腐蚀性能，环氧化弹性体也能够降低共混物中分散相的尺寸，抑制了abs树脂颗粒的团聚，使两相结合的更紧密，改善共混物相形态的作用，而且环氧化弹性体结构中的环氧官能团与pa树脂分子链上的胺基、羧基可以发生化学反应，形成了化学键连接，可以提升内结合强度，通过静电吸附的方式使成核剂附着在玻璃纤维上，利用纳米catio3的异相成核作用诱导pa树脂在玻璃纤维表面附生结晶，改善两者之间的界面相容性，促进材料各项性能的提升，二硫化钼和聚四氟乙烯是两种高效的润滑材料，加入后使得材料表面光滑，使其具有更低的摩擦系数和耐磨性能，经测试，本发明所制备的高耐磨高耐腐蚀材料具有极佳的力学性能和耐磨、耐腐蚀性能。
附图说明
22.图1为本发明实施例1所制备试样的横截面sem图，可以观察到玻璃纤维与树脂基体间的结合界面，玻璃纤维有较好的浸润性，在抽拔出的玻璃纤维上还残留一部分树脂基体，这是试样力学强度较好的原因。
具体实施方式
23.实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本发明未提及的技术均参照现有技术，除非特别指出，以下实施例和对比例为平行试验，采用同样的处理步骤和参数。
24.实施例1：
25.一种高耐磨高耐腐蚀材料，以重量份数计，包括:
26.pa 66 75份、abs树脂20份、n-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐-丙烯酰胺四元共聚物10份、poe-g-gma 2.5份、玻璃纤维30份、二硫化钼15份、聚四氟乙烯10份、硬脂酸锌0.5份。
27.其中，n-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐-丙烯酰胺四元共聚物的制备方法如下：
28.将200ml二甲苯和0.1g过氧化苯甲酰加入500ml带搅拌桨、温度计的三口反应瓶中，通入氩气保护下，升温至70℃，剧烈搅拌下，将15g n-苯基马来酰亚胺、10g苯乙烯、1.5g马来酸酐、3g丙烯酰胺溶于80ml二甲苯后滴加入反应瓶中，滴毕后，控制聚合温度在95
±
5℃反应3h，冷却至室温后，将反应液滴加到1.5l甲醇中，产生大量沉淀，过滤，所得产物80℃干燥10h得到粗品，将粗品加入8倍于其重量的甲醇中室温打浆5h后过滤，所得产物80℃干燥10h即可。
29.玻璃纤维的制备方法如下：
30.将1g kh550加入乙醇-水溶液(20ml乙醇、80ml水组成)中升温至50℃搅拌2h使其水解，再加入40g玻璃纤维，以200r/min的转速充分搅拌2h后滤出，加入到纳米catio3悬浮液(10g纳米catio3粉末，590ml水组成)中搅拌30min后，过滤，所得产物水洗后80℃干燥10h即可。
31.上述高耐磨高耐腐蚀材料的制备方法：
32.将pa 66、abs树脂、n-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐-丙烯酰胺四元共聚物、poe-g-gma、二硫化钼、聚四氟乙烯、硬脂酸锌混合均匀，放入双螺杆挤出机的加料口，玻璃纤维从喂料口加入，通过双螺杆挤出机挤出成型，双螺杆挤出机的加料段、熔融段以及计量段温度分别为260℃、280℃、295℃，螺杆转速为450r/min，挤出的细条状产物经过冷却、牵引、切粒、振动过筛得到粒料。
33.实施例2：
34.与实施例1基本相同，区别在于，以重量份数计，包括:
35.pa 66 80份、abs树脂30份、n-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐-丙烯酰胺四元共聚物15份、poe-g-gma 5份、玻璃纤维40份、二硫化钼20份、聚四氟乙烯20份、硬脂酸锌0.5份。
36.实施例3：
37.与实施例1基本相同，区别在于，以重量份数计，包括:
38.pa 66 60份、abs树脂10份、n-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐-丙烯酰胺四元共聚物5份、poe-g-gma 1份、玻璃纤维20份、二硫化钼10份、聚四氟乙烯10份、硬脂酸锌0.1份。
39.对比例1：
40.与实施例1基本相同，区别在于，不加入n-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐-丙烯酰胺四元共聚物。
41.对比例2：
42.与实施例1基本相同，区别在于，用n-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物代替n-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐-丙烯酰胺四元共聚物。
43.对比例3：
44.与实施例1基本相同，区别在于，不加入poe-g-gma。
45.对比例4：
46.与实施例1基本相同，区别在于，直接加入玻璃纤维，不经过kh550和catio3处理。
47.对比例5：
48.与实施例1基本相同，区别在于，用纳米caco3代替纳米catio3。
49.对比例6：
50.与实施例1基本相同，区别在于，用纳米sio2代替纳米catio3。
51.对比例7：
52.与实施例1基本相同，区别在于，不加入硬脂酸锌。
53.性能测试：
54.将本发明实施例1-3及对比例1-7中所制备的高耐磨高耐腐蚀材料作为试样进行性能测试；
55.拉伸强度按照gb/t1447-2005测试，拉伸试样采用i型哑铃状，拉伸速率为10mm/min，标距为50mm，每种试样测试5根，计算平均值，单位mpa；
56.弯曲强度按照gb/t9341-2008测试，试验速率为2mm/min，跨度为64mm，长度80mm，宽度10mm，高4mm的长条试样每种试样测试5根，计算平均值，单位mpa；
57.无缺口冲击强度按照gb/t1043.1-2008测试，冲击方向平行于试样宽度，长度80mm，宽度10mm，高4mm的长条试样支撑线间距为62mm，每种试样测试10根，计算平均值，单位kj
·
m-2
；
58.耐磨性能按照gb/t5478-2008测试，两边砝码各1000g，5000圈，转速为60r/min，厚度为3mm的圆片，每种试样测试3根，计算平均值。
59.摩擦系数按照gb/t3960-2016测试，试验环转速为200r/min，磨损时间为2h，负荷为196n，每种试样测试3根，计算平均值，单位mg，以上测试结果如表1所示。
60.在恒温(25℃)水浴锅中放入两个1500ml的大烧杯，烧杯中分别放入10％氢氧化钠水溶液、10％盐酸，然后将实施例1-3所制备的试样及纯pa66在这两种介质中放置10d之后取出，在尽可能短的时间内，测试其拉伸强度、弯曲强度、无缺口冲击强度和耐磨性能，计算性能下降率，单位：％，测试结果如表2所示。
61.表1：
[0062][0063]
由上表1可知，本发明所制备的高耐磨高耐腐蚀材料具有极佳的力学性能和耐磨性能。
[0064]
表2：
[0065][0066]
注：
“‑”
代表下降；
[0067]
由上表2可知，本发明所制备的高耐磨高耐腐蚀材料具有极佳的耐腐蚀性能。
[0068]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施
例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种高耐磨高耐腐蚀材料，其特征在于，以重量份数计，包括:pa树脂60-80份、abs树脂10-30份、n-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐-丙烯酰胺四元共聚物5-15份、环氧化弹性体1-5份、玻璃纤维20-40份、二硫化钼10-20份、聚四氟乙烯10-20份、硬脂酸锌0.1-0.5份。2.如权利要求1所述的高耐磨高耐腐蚀材料，其特征在于，所述pa树脂为pa 66和/或pa 6。3.如权利要求1所述的高耐磨高耐腐蚀材料，其特征在于，所述n-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐-丙烯酰胺四元共聚物的制备方法如下：将二甲苯和自由基引发剂加入反应瓶中，在惰性气体保护下，升温至60-70℃，剧烈搅拌下，将n-苯基马来酰亚胺、苯乙烯、马来酸酐、丙烯酰胺溶于二甲苯后滴加入反应瓶中，滴毕后，控制聚合温度≤100℃反应2-4h，冷却至室温后，将反应液滴加入甲醇中，产生大量沉淀，过滤，干燥得到粗品，将粗品于甲醇中打浆后，再次过滤，干燥即可。4.如权利要求3所述的高耐磨高耐腐蚀材料，其特征在于，所述n-苯基马来酰亚胺、苯乙烯、马来酸酐、丙烯酰胺的重量比为8-15：8-15：0.5-1.5：1-3。5.如权利要求1所述的高耐磨高耐腐蚀材料，其特征在于，所述环氧化弹性体为poe-g-gma、sebs-g-gma、epdm-g-gma中的任意一种或多种组合。6.如权利要求1所述的高耐磨高耐腐蚀材料，其特征在于，所述玻璃纤维上附着有成核剂。7.如权利要求6所述的高耐磨高耐腐蚀材料，其特征在于，所述成核剂为纳米catio3。8.如权利要求7所述的高耐磨高耐腐蚀材料，其特征在于，所述玻璃纤维的制备方法如下：将kh550加入乙醇-水溶液中搅拌使其水解，再加入玻璃纤维，充分搅拌后滤出，加入到纳米catio3悬浮液中继续搅拌10-30min后，过滤，洗涤，干燥即可。9.一种如权利要求1-8中任一项所述的高耐磨高耐腐蚀材料的制备方法，其特征在于，将pa树脂、abs树脂、n-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐-丙烯酰胺四元共聚物、环氧化弹性体、二硫化钼、聚四氟乙烯、硬脂酸锌混合均匀，放入双螺杆挤出机的加料口，玻璃纤维从喂料口加入，通过双螺杆挤出机挤出成型，双螺杆挤出机的加料段、熔融段以及计量段温度分别为250-260℃、270-280℃、290-300℃，螺杆转速为450-480r/min，挤出的细条状产物经过冷却、牵引、切粒、振动过筛得到粒料。10.一种离心泵，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的高耐磨高耐腐蚀材料。

技术总结
本发明涉及高分子材料领域，具体为一种高耐磨高耐腐蚀材料及离心泵，以重量份数计，包括:PA树脂60-80份、ABS树脂10-30份、N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐-丙烯酰胺四元共聚物5-15份、环氧化弹性体1-5份、玻璃纤维20-40份、二硫化钼10-20份、聚四氟乙烯10-20份、硬脂酸锌0.1-0.5份，经测试，本发明所制备的高耐磨高耐腐蚀材料具有极佳的力学性能和耐磨、耐腐蚀性能。蚀性能。蚀性能。


技术研发人员：黄发 李明 刘琪胜
受保护的技术使用者：湖南三昌泵业有限公司
技术研发日：2023.07.20
技术公布日：2023/9/9