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。
图1 红色PU色浆着色的矿用振动筛筛板
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。
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(%) | 2.0 | 1.5 | — |
| 批次色差ΔE | ≥3.0 | ≤1.2 | GB/T 11186 |
| 磨耗(mg) | ≤60 | ≤45 | GB/T 1689 |
| QUV 500 h ΔE | ≥4.5 | ≤2.8 | GB/T 16422.3 |
图2 NDI材质矿用包胶轮(黄色PU色浆着色)
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(%) | 1.0 | 0.8 | — |
| 表面电阻(Ω) | 2×10⁹ | 7×10⁸ | GB/T 1410 |
| 阻燃等级 | V-1 | V-0 | UL 94 |
| 磨耗(mg) | ≤50 | ≤38 | GB/T 1689 |
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。
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 | ≤1.8 | GB/T 16422.3 |
| 拉伸强度(MPa) | 12 | 25 | GB/T 528 |
| 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 | ≤15 | QUV 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 | ≤10 | QUV 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。
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。
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。