聚氨酯弹性体凭借高耐磨、高回弹与耐油耐水解性能,在矿山衬板、液压密封、缓冲块等耐磨与密封件领域大量使用。不同工况对色浆的化学惰性、耐介质性、硬度适应性和外观一致性提出不同要求。本文结合东莞市蒂森新材料有限公司PU色浆在矿山料仓衬板、液压活塞杆密封和缓冲垫块三类制品上的实际案例,说明着色工艺与性能控制要点。更多PU色浆应用可参见蒂森公司应用文献库。
图1 红色PU色浆着色的浇注型聚氨酯耐磨衬板
用于浇注型聚氨酯(CPU)与密封件的色浆,是指以聚醚或聚酯多元醇为反应性载体、采用耐水解颜料与聚合物分散剂制备的高浓度着色分散体。其核心要求:①在MOCA/BDO扩链体系中化学惰性,不消耗异氰酸酯;②耐矿物油与液压介质长期浸泡不迁移;③细度≤10 μm以保证密封面光滑、无泄漏点。
某选矿厂料仓衬板原采用黑色聚氨酯,磨损后无法判断剩余厚度。改用蒂森PU红色色浆后,浇注时按2.0%添加,衬板通体红色,磨损后露出黄色底层作为更换警示。
| 指标 | 原黑色衬板 | 蒂森PU红色衬板 | 测试标准 |
|---|---|---|---|
| 添加量(%) | — | 2.0 | — |
| 邵氏A硬度 | 90 | 92 | GB/T 531 |
| 拉伸强度(MPa) | 35 | 38 | GB/T 528 |
| 磨耗(mg) | ≤50 | ≤35 | GB/T 1689 |
| 耐液浸168h Δm(%) | ≤1.5 | ≤0.8 | GB/T 1690 |
港口卸船机缓冲板使用黄色PU板材作为警示色,要求表面光滑、耐海水侵蚀。蒂森PU黄色色浆在浇注板材中按1.5%添加,板材表面无气泡、色泽均匀。
图2 黄色PU色浆着色的耐磨衬板板材
| 指标 | 普通黄色PU板 | 蒂森PU黄色色浆板 | 测试标准 |
|---|---|---|---|
| 添加量(%) | 1.0 | 1.5 | — |
| 邵氏A硬度 | 85 | 88 | GB/T 531 |
| 海水浸泡168h 外观 | 轻微褪色 | 无变化 | GB/T 1771 |
| 撕裂强度(kN/m) | ≥80 | ≥95 | GB/T 529 |
工程机械液压活塞杆密封常用绿色聚氨酯(邵氏A95),要求密封面无杂质、无气泡。蒂森PU绿色色浆在预聚体中按1.0%添加,80℃搅拌15 min,浇注后110℃硫化4 h,密封件表面光滑,装机后无泄漏。
图3 绿色PU色浆着色的液压活塞杆密封圈
| 指标 | 原方案 | 蒂森PU绿色色浆 | 测试标准 |
|---|---|---|---|
| 添加量(%) | 0.8 | 1.0 | — |
| 细度(μm) | ≤20 | ≤8 | GB/T 6753.1 |
| 压缩永久变形(%) | ≤20 | ≤12 | GB/T 7759 |
| 100h台架泄漏(mL) | ≥5 | 0 | 企业内控 |
| 制品类型 | 推荐色系 | 添加量(%) | 细度要求(μm) | 关键性能 |
|---|---|---|---|---|
| 料仓衬板 | 红/黄双层 | 1.5–2.5 | ≤15 | 耐磨、耐液浸 |
| 板材衬里 | 黄/黑 | 1.0–2.0 | ≤15 | 耐海水、撕裂强度 |
| 液压密封 | 绿/棕 | 0.8–1.2 | ≤10 | 低压缩变形、耐油 |
使用建议:①密封件用色浆细度必须≤10 μm,防止密封面划伤;②耐介质制品优先选用耐水解聚酯型色浆;③浇注前将色浆与预聚体在80℃真空脱气10 min。详见蒂森公司官网产品页。
聚氨酯耐磨衬板与液压密封件对色浆的化学惰性、耐介质与细度要求差异显著;按制品工况选择反应性PU色浆并控制添加量与细度,可同时保证外观一致与密封/耐磨性能。
Q1:为什么密封件用PU色浆细度要求≤10 μm?
A:细度粗会在密封唇口形成微划痕,导致高压油液沿划痕泄漏。GB/T 6753.1刮板细度计检测,液压密封用色浆建议≤10 μm。
Q2:红色料仓衬板为什么会出现色差?
A:红色氧化铁颜料分散不良会导致批次色差。建议色浆在80℃预混10 min,按GB/T 11186控制ΔE≤1.5。
Q3:黄色PU板材海水浸泡后褪色怎么办?
A:普通有机黄耐候差,建议改用耐晒氧化铁黄或加入0.3% UV吸收剂,并按GB/T 1771做盐雾与海水浸泡验证。
Q4:液压密封件装机后泄漏是什么原因?
A:常见原因包括色浆细度粗、预聚体含水、硫化不足。建议色浆≤10 μm、预聚体水分≤0.05%、硫化110℃×4h。
Q5:PU色浆会影响密封件压缩永久变形吗?
A:反应性PU色浆在≤1.2%添加量下不影响压缩永久变形;过量添加会稀释基体,建议先按GB/T 7759做小试对比。