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聚氨酯色浆在矿山耐磨制品中的3个着色应用案例
2026-09-26 01:11:16 文献

一、引言

矿山耐磨制品以浇注型聚氨酯(CPU)和喷涂聚脲为主体,长期在煤岩冲击、泥浆冲刷和交变载荷下服役,外观着色不仅承担标识功能,更关系到制品身份追溯、耐磨层厚度辨识与现场安全管理。本文结合东莞市蒂森新材料有限公司PU系列色浆在矿山筛板、包胶轮和PU输送带三类制品上的实际应用,说明着色工艺要点与性能数据。更多应用案例可参见蒂森公司应用文献库。

红色聚氨酯矿用振动筛筛板

图1 红色PU色浆着色的矿用振动筛筛板

二、技术特点与机理

用于矿山耐磨制品的聚氨酯色浆,是指以聚醚多元醇为反应性载体、采用耐晒无机颜料与聚合物分散剂制备的高浓度着色分散体。其核心特点包括:①在NCO指数1.02–1.10范围内化学惰性,不消耗异氰酸酯;②耐候性满足露天矿山QUV 500 h ΔE≤3.0;③耐泥浆介质长期浸泡不迁移、不渗色。

三、应用案例一:矿用振动筛筛板红色着色

某矿山筛板厂原使用通用色粉直接混入预聚体,出现色相不均、边缘色浅和批次色差。改用蒂森PU红色色浆后,按1.5%添加量在预聚体脱泡前加入,80℃搅拌10 min,浇注后120℃后硫化6 h,筛板通体颜色一致,边缘无发白。

指标原色粉蒂森PU红色色浆测试标准
添加量(%)2.01.5—
批次色差ΔE≥3.0≤1.2GB/T 11186
磨耗(mg)≤60≤45GB/T 1689
QUV 500 h ΔE≥4.5≤2.8GB/T 16422.3
黄色聚氨酯包胶轮成品

图2 NDI材质矿用包胶轮(黄色PU色浆着色)

四、应用案例二:单轨吊包胶轮黄色标识

煤矿井下单轨吊包胶轮要求用黄色作为安全警示色,并具备防静电(表面电阻≤1×10⁹ Ω)和阻燃(UL94 V-0)性能。蒂森PU黄色色浆与NDI预聚体匹配良好,着色后包胶层表面电阻稳定在5×10⁸–8×10⁸ Ω,阻燃等级不下降。

指标原方案蒂森PU黄色色浆测试标准
添加量(%)1.00.8—
表面电阻(Ω)2×10⁹7×10⁸GB/T 1410
阻燃等级V-1V-0UL 94
磨耗(mg)≤50≤38GB/T 1689

五、应用案例三:蓝色PU输送带防识别色

某物流分拣线用蓝色PU输送带替代普通PVC带,要求蓝色在反复弯曲和紫外线照射下不褪色。蒂森PU蓝色色浆在TPU挤出体系中按2.0%添加,挤出温度185–195℃,带体颜色均匀,对折5万次无白痕。

蓝色PU钻石纹输送带

图3 蓝色PU钻石纹输送带

指标普通PVC蓝带蒂森PU蓝色色浆带测试标准
添加量(%)—2.0—
对折次数2万次≥5万次GB/T 1690
QUV 300 h ΔE≥3.5≤1.8GB/T 16422.3
拉伸强度(MPa)1225GB/T 528

六、选型关键参数与使用建议

应用推荐色系添加量(%)细度(μm)耐候要求
矿用筛板红/黄1.0–2.0≤15QUV 500h ΔE≤3.0
包胶轮黄/黑0.5–1.0≤10防静电V-0
PU输送带蓝/绿1.5–2.5≤10QUV 300h ΔE≤2.0

使用建议:①矿山露天制品优先选用耐晒氧化铁红/黄系颜料;②包胶轮着色后需复测表面电阻与阻燃等级;③挤出工艺注意色浆水分≤0.1%,避免气泡。详见蒂森公司官网产品页。

七、结语

矿山耐磨PU制品着色需在NCO化学惰性、耐候、防静电与力学性能之间取得平衡;采用蒂森反应性PU色浆并按制品工况选择色系与添加量,可实现颜色一致、性能不降。

八、常见问题(FAQ)

Q1:矿山筛板着色为什么出现边缘发白?
A:边缘发白通常由颜料润湿不足或浇注温度偏低引起。建议将色浆在80℃预混10 min,浇注温度控制在80–85℃,细度≤15 μm。

Q2:黄色PU包胶轮为什么表面电阻不稳定?
A:黄色颜料中重金属离子可能干扰防静电剂作用。建议选用不含金属离子的有机黄或降低色浆添加量至0.8%以下,并复测表面电阻。

Q3:蓝色PU输送带挤出时出现气泡怎么办?
A:气泡多由色浆含水或挤出温度过高引起。使用前将色浆于80℃真空脱水2 h,挤出温度控制在185–195℃。

Q4:矿山筛板户外褪色快怎么解决?
A:建议选用耐晒氧化铁红系色浆,添加UV吸收剂0.3–0.5%,并按GB/T 16422.3进行QUV 500 h加速老化验证。

Q5:PU色浆会影响包胶轮磨耗吗?
A:反应性PU色浆在合理添加量(≤2%)下不影响磨耗;过量添加会稀释基体,建议先做小试并按GB/T 1689磨耗对比。