RCC樹脂陶瓷聚合體在礦山設(shè)備上的應用

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，礦山設(shè)備在運行過程中面臨的磨損和腐蝕問題日益嚴重。傳統(tǒng)的耐磨耐蝕材料已無法滿足現(xiàn)代工業(yè)對設(shè)備高效、安全、長壽命的要求。RCC樹脂陶瓷聚合體作為一種新型的高性能復合材料，因其優(yōu)異的耐磨、耐蝕、粘接性能及良好的機械性能，成為礦山設(shè)備防護材料的新選擇。本文綜述了RCC樹脂陶瓷聚合體的制備、性能及其在礦山設(shè)備上的應用情況，探討了其在解決礦山設(shè)備磨損和腐蝕問題中的潛力和前景。

1.引言

礦山設(shè)備在長時間的運行過程中，會受到礦石的沖擊、磨蝕以及化學介質(zhì)的腐蝕作用，導致設(shè)備磨損嚴重，影響生產(chǎn)效率和安全。據(jù)統(tǒng)計，礦山設(shè)備維修費用中約有30%-40%用于處理磨損和腐蝕問題。因此，開發(fā)新型耐磨耐蝕材料，提高礦山設(shè)備的使用壽命和運行效率，具有重要的經(jīng)濟和社會意義。

RCC樹脂陶瓷聚合體是一種以高性能樹脂為基體，以球形多孔陶瓷和納米氧化鋯為骨架材料，以碳化硅晶須為補強增韌材料的復合材料。這種材料結(jié)合了樹脂的柔韌性和陶瓷的耐磨耐蝕性，通過特殊的制備工藝，形成了一種具有優(yōu)異綜合性能的新材料。近年來，RCC樹脂陶瓷聚合體在礦山設(shè)備上的應用研究逐漸增多，顯示出良好的應用前景。

2. RCC樹脂陶瓷聚合體的制備與性能

2.1 制備工藝

RCC樹脂陶瓷聚合體的制備工藝主要包括原材料的選擇、表面處理、混合攪拌、固化成型等步驟。首先，選擇高性能環(huán)氧樹脂作為基體，球形多孔陶瓷、納米氧化鋯和碳化硅晶須作為增強體。然后，對增強體材料進行表面處理，以提高其與樹脂的相容性和粘接強度。接著，將處理后的增強體材料與樹脂混合，攪拌均勻后加入固化劑，再次攪拌均勻，將混合物涂覆到經(jīng)過噴砂處理的鋼基材上，固化成型。

2.2 性能特點

表1 RCC樹脂陶瓷聚合體的典型性能

RCC樹脂陶瓷聚合體具有以下性能特點：

（1）高耐磨性：由于加入了高硬度的碳化硅晶須和球形多孔陶瓷，RCC樹脂陶瓷聚合體的耐磨性遠高于普通樹脂材料。

（2）良好的耐蝕性：納米氧化鋯的加入提高了材料的化學穩(wěn)定性，使RCC樹脂陶瓷聚合體能夠抵抗多種化學介質(zhì)的腐蝕。

（3）優(yōu)異的粘接性能：特殊的表面處理和配方設(shè)計，使得RCC樹脂陶瓷聚合體與金屬基材具有極高的粘接強度。

（4）優(yōu)良的機械性能：RCC樹脂陶瓷聚合體具有較高的抗拉強度、抗壓強度和抗沖擊性能，能夠承受礦山設(shè)備運行中的各種機械應力。

（5）快速固化：RCC樹脂陶瓷聚合體的固化速度快，可以在較短的時間內(nèi)達到使用強度，縮短施工周期。

3. RCC樹脂陶瓷聚合體與其他耐磨材料的性能比較

為了評估RCC樹脂陶瓷聚合體在礦山設(shè)備上的應用潛力，將其與目前使用的聚脲和橡膠兩種耐磨材料進行性能比較是必要的。以下是關(guān)于這三種材料在耐磨性能方面的對比分析。

3.1 耐磨性能對比

RCC樹脂陶瓷聚合體：如前所述，RCC樹脂陶瓷聚合體通過添加球形多孔陶瓷、納米氧化鋯和碳化硅晶須，提高了材料的耐磨性。其耐磨性能優(yōu)于普通樹脂材料，甚至在某些情況下可與金屬相媲美。此外，RCC樹脂陶瓷聚合體的耐磨性不受環(huán)境濕度的影響，這使其在多變的礦山環(huán)境中具有優(yōu)勢。

聚脲：聚脲是一種快速固化的彈性體材料，具有優(yōu)異的耐磨性和抗沖擊性。聚脲材料能夠在各種表面上形成連續(xù)、致密的涂層，提供良好的耐磨保護。然而，聚脲的耐化學腐蝕性能相對較差，可能限制了其在某些化學環(huán)境中的應用。

橡膠：橡膠材料因其高彈性和良好的抗沖擊性能而被用于礦山設(shè)備的耐磨襯里。橡膠材料在低應力磨損環(huán)境下表現(xiàn)良好，但在高應力或高速磨損條件下，其耐磨性能可能不及RCC樹脂陶瓷聚合體和聚脲。

3.2 耐化學腐蝕性能對比

RCC樹脂陶瓷聚合體：除了優(yōu)異的耐磨性能外，RCC樹脂陶瓷聚合體還具有良好的耐化學腐蝕性能，能夠抵抗多種酸、堿和鹽溶液的侵蝕。這使得RCC樹脂陶瓷聚合體在化學環(huán)境復雜的礦山設(shè)備上具有的應用潛力。

聚脲：雖然聚脲的耐磨性能出色，但其耐化學腐蝕性能相對較弱，特別是在強酸或強堿環(huán)境下，聚脲材料的性能可能會迅速下降。

橡膠：橡膠材料通常具有良好的耐化學腐蝕性能，但這種性能高度依賴于橡膠的類型和化學組成。在某些化學環(huán)境中，橡膠的耐化學腐蝕性能可能優(yōu)于聚脲，但仍可能不及RCC樹脂陶瓷聚合體。

3.3 施工便利性和經(jīng)濟性對比

RCC樹脂陶瓷聚合體：RCC樹脂陶瓷聚合體的施工過程相對簡單，可以快速固化，減少施工時間。然而，由于其材料成本較高，可能會增加初期投資。

聚脲：聚脲材料同樣具有快速固化的特點，施工方便，但其耐化學腐蝕性能的局限性可能需要在特定環(huán)境下采取額外的防護措施。

橡膠：橡膠襯里的施工過程相對復雜，需要專業(yè)的粘接技術(shù)，且在高應力磨損環(huán)境下可能需要更頻繁的更換，增加了維護成本。

表2 RCC樹脂陶瓷聚合體襯里和襯膠襯里的性能對比匯總表

3.4 結(jié)論

綜合考慮耐磨性能、耐化學腐蝕性能、施工便利性和經(jīng)濟性，RCC樹脂陶瓷聚合體在礦山設(shè)備上的應用顯示出的優(yōu)勢。盡管其初期投資可能較高，但其長期的耐磨保護和耐腐蝕性能能夠為礦山設(shè)備帶來更高的運行效率和更長的使用壽命，從而在總體上降低維護成本。因此，RCC樹脂陶瓷聚合體是一種具有廣闊應用前景的礦山設(shè)備耐磨耐腐蝕材料。

4. RCC樹脂陶瓷聚合體在礦山設(shè)備上的應用

4.1 應用領(lǐng)域

RCC樹脂陶瓷聚合體在礦山設(shè)備上的應用主要集中在以下幾個方面：

礦漿輸送系統(tǒng)：包括管道、彎頭、泵體等，這些部位長期受到礦漿的沖刷和磨損，采用RCC樹脂陶瓷聚合體進行防護，可以提高其使用壽命。

破碎設(shè)備：如顎式破碎機、圓錐破碎機等，其工作表面與礦石直接接觸，磨損嚴重，RCC樹脂陶瓷聚合體的應用可以有效減少維修次數(shù)和延長更換周期。

磨礦設(shè)備：球磨機、自磨機等設(shè)備的內(nèi)襯，由于長時間受到礦石的沖擊和磨蝕，采用RCC樹脂陶瓷聚合體可以提高設(shè)備的耐磨性和運行效率。

振動篩分設(shè)備：振動篩的篩板和篩框等部位，由于受到礦石的沖擊和磨蝕，采用RCC樹脂陶瓷聚合體可以提高其耐磨性和使用壽命。

還常用于礦物加工過程中的礦漿分布和沉淀的布料桶；在工業(yè)包裝中用于液體的存儲和運輸并可通過清洗和再生過程實現(xiàn)循環(huán)使用的循環(huán)桶，兩者都需要很高的耐磨性與防腐性。RCC樹脂陶瓷聚合體的應用對提高資源利用效率和環(huán)境保護具有重要意義。（下圖淮北礦山機械制作的布料桶與循環(huán)桶部件）

4.2 應用效果

RCC樹脂陶瓷聚合體在礦山設(shè)備上的應用效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

延長設(shè)備使用壽命：由于RCC樹脂陶瓷聚合體的高耐磨性和耐蝕性，可以有效減少設(shè)備的磨損和腐蝕，延長設(shè)備的使用壽命。

降低維修成本：RCC樹脂陶瓷聚合體的快速固化特性，可以縮短設(shè)備的維修時間，減少因設(shè)備故障造成的生產(chǎn)損失。

提高生產(chǎn)效率：由于設(shè)備的耐磨性和耐腐蝕性提高，可以減少設(shè)備的停機時間，提高礦山的生產(chǎn)效率。

環(huán)保效益：RCC樹脂陶瓷聚合體的使用可以減少因設(shè)備磨損和腐蝕造成的物料損失，減少環(huán)境污染。

5. 結(jié)論

RCC樹脂陶瓷聚合體作為一種新型的高性能復合材料，在礦山設(shè)備上的應用顯示出優(yōu)異的耐磨、耐蝕性能和良好的機械性能。其快速固化、易于施工的特點，為礦山設(shè)備的維護和修復提供了一種新的解決方案。目前應用的企業(yè)有云南達紅山礦業(yè)、云南三立機電加工有限責任公司、安徽淮北礦山機械制造有限公司（見文章：上海富晨RCC樹脂陶瓷系列材料在礦山設(shè)備中取得成功應用）。隨著材料制備技術(shù)的不斷進步和應用技術(shù)的深入研究，RCC樹脂陶瓷聚合體在礦山設(shè)備上的應用前景將更加廣闊。