疏水性含氟聚氨酯的合成及其耐气蚀磨损性能在水轮机叶片表面防护上的应用
采用全氟烷基乙醇(TEOH-10)对二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)进行修饰的方法引入氟元素,同时通过控制反应过程中MDI加入用量和时机,制备了无亲水性-CH2OH基团、且具备含氟链段的聚氨酯(FPU).耐水性实验表明:由于低表面能的氟碳链(-CF2CF3)向材料表面迁移,并在表面形成”荷叶疏水效应”的有机氟膜,FPU表现出很强的疏水性,当TEOH-10的摩尔用量为MDI理论用量的0.3～0.5之间时,FPU的吸水率仅在0.0146％～0.0182％之间,并在吸水浸泡实验浸泡3200h后保持10.31～10.79MPa的高粘结力:抗冲蚀磨损实验结果说明:FPU涂层具有优异的抗冲磨和气蚀性能,随着氟含量的增加,聚氨酯硬段组分中含氟F-MDI分子间的内聚能增加,提高了硬段微区的弹性模量和抗张强度,并通过氢键结构协同软段分子链的运动,缓冲了高速磨损颗粒和气泡溃灭时对涂层产生巨大反复的冲击力,使FPU的抗冲蚀性能由26.79％提高到62.64％～75.21％之间.综合考量水利水电工程水下防护涂层的应用要求,当TEOH-10/MDI的摩尔比约为0.5时,FPU具备较好的耐水性能、粘结力和耐气蚀冲磨性能,可望用作于一些气蚀现象严重的水下过流部件的防护涂层.
含氟聚氨酯 制备工艺 疏水性 耐气蚀冲磨性能 水轮机叶片 表面防护
卢伟
华北水利水电大学,河南郑州450045
国内会议
郑州
中文
71-78,96
2015-06-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）