復(fù)合泵葉輪及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種復(fù)合材料，具體地說，是一種適用于制造海水累葉輪的高強度復(fù) 合累葉輪及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水累是一種用來抽送各種不同液體的旋轉(zhuǎn)機械，水累的運轉(zhuǎn)可靠性與使用壽命在 一定程度上與被抽送的液體介質(zhì)對水累過流葉輪所采用的腐蝕程度有關(guān)，但是要正確做到 選擇水累葉輪的材料是不容易的。尤其是海水累葉輪的材料，更會遇到許多困難。作為海 水累葉輪的理想材料，不僅應(yīng)該具有很高的抗腐蝕性能，而且還應(yīng)該具有十分良好的鑄造 工藝性和機械加工性能。除此之外，它還應(yīng)該具有一定的可得性和經(jīng)濟性。
[0003] 在選擇水累葉輪制造材料時應(yīng)該考慮如下主要的因素：葉輪材料機械強度、耐腐 蝕性能、耐電化學(xué)腐蝕強度、耐沖刷腐蝕性能W及材料的經(jīng)濟性等?？紤]到海水累的具體工 作條件，海水是一種腐蝕性介質(zhì)，對大多數(shù)合金和金屬均具有腐蝕性，而且腐蝕速度還比較 大。同時，海水是具有一定導(dǎo)電性的電解液，當(dāng)不同的金屬或者合金在海水中接觸時，由于 金屬或者合金在海水中具有不同的電極電位，就會產(chǎn)生原生電池的作用，從而使電極電位 較低的金屬或者合金產(chǎn)生溶解，所W在海水中應(yīng)特別注意上述的耐腐蝕性和耐電化學(xué)腐蝕 的特性。
[0004] 一般情況下，水累的葉輪所采用的材料由如下幾種：1、鑄鐵，因來源充足，價格便 宜而被運用于水累的制備上，但是，在實際應(yīng)用中，鑄鐵（運里所設(shè)及的均為一般鑄鐵，不 包括某些合金鑄鐵）作為直接抽送海水的累葉輪材料具有一定的使用局限性，在海水腐蝕 試驗W及對近海和遠洋船舶進行調(diào)查之后得W發(fā)現(xiàn)鑄鐵海水累和鑄鐵葉輪材料所產(chǎn)生的 誘蝕現(xiàn)象W及不良后果；2、鋼和不誘鋼，也被經(jīng)常用來作為海水累葉輪的材料，尤其是不誘 鋼，其中，奧式體不誘鋼在海水中的腐蝕非常的微弱，即使在高流速條件下也顯示出良好的 耐蝕性，但是鋼和不誘鋼的利用也是受到一定的限制，除了某些不誘鋼的價格問題之外，還 有其他的一些原因，如W鑄造性能為例，鑄鋼的工藝比較復(fù)雜，對于某些結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜 的零件，鑄鋼無法完成，另外，蒙乃爾合金是目前被公認為作為的耐腐蝕材料，但是對于復(fù) 雜形狀的葉輪的成型，報廢率相當(dāng)高；3、銅合金，現(xiàn)有很多海水累的累殼和葉輪用黃銅合金 和青銅合金制備而成的，上述的運些材料具有良好的使用壽命和機械性能，但是在黃銅合 金或者青銅合金中必須添加很多其他的金屬元素如錫、鋒、鉛、儀、銘等，必須要考慮其在海 水運種電解液中是否會產(chǎn)生強烈的電位腐蝕問題；4、塑料，眾所周知，有很多塑料在海水中 具有極為優(yōu)良的抗腐蝕性能和穩(wěn)定性能，W塑料代替金屬來制造用于抽送包括海水在內(nèi)的 腐蝕性液體的水累葉輪，不僅會給累的制造帶來極大的經(jīng)濟效果，而且能夠使累的運轉(zhuǎn)性 能指標(biāo)得到改善。一般來說塑料的主要優(yōu)點是質(zhì)量輕，具有優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性和加工成型 性能，相比金屬具有更好的耐腐蝕性能，但一般塑料的強度不及金屬，影響其使用效果?，F(xiàn) 有用尼龍塑料（聚酷胺類塑料）制作船用的累葉輪，但是其強度和有些金屬相比還是具有 一定的差距。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于提供一種復(fù)合累葉輪及其制造方法，其具有高機械強度和 良好的穩(wěn)定性能，有效解決電化學(xué)腐蝕問題，從而顯著提高復(fù)合累葉輪的耐用性能。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種復(fù)合累葉輪及其制造方法，其適用于海水累葉 輪，通過塑料復(fù)合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬合金，使得葉輪材料的耐腐蝕性能、耐電化學(xué)腐蝕強 度W及耐沖刷腐蝕性能提高，有效防止累葉輪在腐蝕性的海水介質(zhì)中受到腐蝕。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種復(fù)合累葉輪及其制造方法，其通過乙締-醋酸乙 締共聚物巧VA)聚合聚醋類纖維形成的工程塑料基體與熱塑性聚合物形成的彈性體，使整 個體系具有高的機械強度W及在海水中良好的穩(wěn)定性。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種復(fù)合累葉輪及其制造方法，其引入納米填充劑W 強化材料的聚合結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品的彎曲模量W及耐用程度。
[0009] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種復(fù)合累葉輪及其制造方法，其通過乙締-醋酸乙 締共聚物將熱塑性聚醋彈性體（TPE巧、聚締控彈性體（POE)穿插在聚對苯二甲酸丙二醇醋 (PTT)中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而得到穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，同時，乙締-醋酸乙締共聚物還可提高 復(fù)合累葉輪的初性。
[0010] 為達到W上目的，本發(fā)明提供的復(fù)合累葉輪包括聚醋類纖維形成的工程塑料基 體；熱塑性聚合物形成的彈性體；W及相容劑，所述相容劑將所述彈性體穿插于所述工程 塑料基體中W用于聚合形成高強度的復(fù)合網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中，所述工程塑料基體是聚對苯二 甲酸丙二醇醋，所述彈性體選取的是熱塑性聚醋彈性體、聚締控彈性體中的一種或兩種，所 述相容劑是乙締-醋酸乙締共聚物。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述復(fù)合累葉輪進一步包括輔助劑W及輔助反應(yīng)劑，所述 輔助劑W用于輔助強化所述復(fù)合累葉輪的聚合結(jié)構(gòu)，所述輔助反應(yīng)劑W用于將所述輔助劑 復(fù)合于所述工程塑料基體與所述彈性體中，其中，所述輔助劑是納米填充劑，所述輔助反應(yīng) 劑為甲基丙締酷氧基硅烷W及鐵酸醋偶聯(lián)劑。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述納米填充劑選取的是納米粘±、納米碳酸巧、納米二氧 化娃、納米=氧化二侶、納米氧化鋒的納米二氧化鐵一種或多種。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述納米填充劑選擇納米氧化鋒與納米二氧化鐵的混合 物，所述納米氧化鋒與納米二氧化鐵的混合比例為1 : 2。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述復(fù)合累葉輪進一步包括附加劑，W用于增強所述復(fù)合 累葉輪的穩(wěn)定性能、結(jié)構(gòu)強度W及使用性能，所述附加劑選取的是穩(wěn)定劑、增塑劑W及穩(wěn)定 劑的一種或多種，其中，所述穩(wěn)定劑是聚碳酷亞胺穩(wěn)定劑，所述增塑劑是己二酸二異壬醋， 所述的防老劑是二下基二硫代氨基甲酸儀。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述復(fù)合累葉輪的材料成分組成，按重量份計為：聚對苯二 甲酸丙二醇醋為10~70份；熱塑性聚醋彈性體為0~35份；聚締控彈性體為0~30份； 乙締-醋酸乙締共聚物為1~15份；甲基丙締酷氧基硅烷為0~5份；納米填充劑為0~ 15份；鐵酸醋偶聯(lián)劑為0~5份；增塑劑為0~5份；穩(wěn)定劑0~2份；W及防老劑0~2 份。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述復(fù)合累葉輪的材料成分組成，按重量份計為：聚對苯二 甲酸丙二醇醋為30~50份；熱塑性聚醋彈性體為20~35份；聚締控彈性體為15~30份；乙締-醋酸乙締共聚物為3~8份沖基丙締酷氧基硅烷為1~3份；納米填充劑為4~12 份；鐵酸醋偶聯(lián)劑為1~4份；增塑劑為1~4份；穩(wěn)定劑0. 5~1份；W及防老劑0. 5~ 1份。
[0017] 復(fù)合累葉輪的制造方法，其包括步驟：
[0018] (a)將工程塑料基體、彈性體分散混合于相容劑中，獲得基體混合物，其中，所述工 程塑料基體是聚對苯二甲酸丙二醇醋，所述彈性體選取的是熱塑性聚醋彈性體、聚締控彈 性體中的一種或兩種，所述相容劑是乙締-醋酸乙締共聚物；
[0019] 化）改性輔助劑，所述輔助劑為納米填充劑，將鐵酸醋偶聯(lián)劑與納米填充劑發(fā)生偶 聯(lián)反應(yīng)，使得所述納米填充劑包覆于所述鐵酸醋偶聯(lián)劑中，得到輔助混合物；
[0020] (C)引入輔助混合物W及附加劑于所述基體混合物中，通過聚合接枝反應(yīng)加熱得 到復(fù)合物；W及
[0021] (d)將所述復(fù)合物烙融擠出，并通過注塑成型獲得復(fù)合累葉輪。
[0022] 其中，所述步驟化）進一步包括步驟：
[0023] (b. 1)預(yù)處理納米填充劑，將相應(yīng)質(zhì)量的鐵酸醋偶聯(lián)劑溶解在少量甲苯溶劑中，加 入相應(yīng)質(zhì)量份的納米填充劑在室溫下攬拌10-30min;
[0024](b. 2)升溫至90°C，繼續(xù)攬拌30min，使得鐵酸醋偶聯(lián)劑與納米填充劑發(fā)生偶聯(lián)作 用；化及
[0025] (b. 3)去除多余的溶劑并將偶聯(lián)劑包覆的納米填充劑干燥，得到所述輔助混合物。
[0026] 其中，所述輔助混合物是將納米填充劑進行化學(xué)的改性包覆，使得所述納米填充