CN101113289A - 抗腐蚀耐磨损粉末涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开抗腐蚀耐磨损粉末涂料，由基料、填料以及偶联剂组成。基料选自热塑性聚酰胺树脂，填料为碳纤维和二硫化钼，为了分散均匀，提高填料与基料的相容性，本发明还加入了少量的γ－缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂。抗腐蚀耐磨损粉末涂料的制备方法，称取热塑性聚酰胺树脂100份、碳纤维0.2－1份、二硫化钼1－3份以及γ－缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷0.05－0.15份组成，以重量份数计；然后加入由无水乙醇和丙酮组成的混合溶剂中使混合物充分润湿，经过加热搅拌，待混合物成块状时，移入烘箱，在70－90℃下烘干，将混合物过筛后80目即成粉末涂料。具有强化功效的高强度、抗腐蚀、耐磨损。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种抗腐蚀耐磨损粉末涂料及其制备方法。
背景技术
腐蚀是许多金属材料、设备和容器失效的最重要原因，全世界每年因此造成的经济损失是相当惊人的。工业用锅炉的水冷管壁的腐蚀一直是个重要的经济和技术问题，服役期间，由于腐蚀冲蚀等作用使管子过早失效，更换管子特别昂贵；流体机械在工作中总会遇到流体或流体粒子的冲刷造成机械表面的破坏。现有的金属防腐蚀技术一般是采用两种方式：一种是选用不锈钢或玻璃钢等防腐材料，其优点是耐腐蚀寿命长，但价格过高，在不锈钢的焊接部位会产生接触腐蚀，而玻璃钢的承接部位则强度不足。另一种方式是在金属表面上涂敷一层抗腐蚀材料，但这种涂料不能形成厚的涂层，且这种涂料在喷涂过程中释放毒性有机溶剂，不利于环保。中国专利CN85100697B公开了一种快离子导体金属防腐蚀复合涂层，采用的是快离子导体空间电场防腐保护方法，防腐蚀效果好，但这种涂层耐磨性能并不好。
因此寻求选择一种喷涂过程简单，且污染小的表面强化技术，制备高强度、耐磨损、抗腐蚀涂层成为解决金属抗腐蚀抗磨损要求的关键。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种能够广泛应用于金属机械管道，具有强化功效的高强度、抗腐蚀、耐磨损的粉末涂料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下措施来实现：
抗腐蚀耐磨损粉末涂料，由基料、填料以及偶联剂组成。基料选自热塑性聚酰胺树脂，填料为碳纤维和二硫化钼，为了分散均匀，提高填料与基料的相容性，本发明还加入了少量的γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂。
一种抗腐蚀耐磨损粉末涂料，其特征在于粉末涂料由热塑性聚酰胺树脂100份、碳纤维0.2-1份、二硫化钼1-3份以及γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷0.05-0.15份组成，以重量份数计。
本发明选用的热塑性聚酰胺树脂，粉末状，粒度100-120um，密度为1.12-1.14g/L，熔点为200℃，分解温度为450℃，热喷涂温度范围宽，喷涂温度控制在熔点与分解温度之间，聚合物不发生分解与降解，分子结构式单元体为：
[-NH-(CH2)5-CO-]
是一种以重复单元酰胺基团(-C(O)-NH-)作为聚合物主链的缩聚物，能够形成氢键，结晶度高，机械性能优异，具有坚韧、耐磨、耐溶剂、耐油、自润滑特点，长期使用温度-50～100℃。
本发明所选用碳纤维起到的是增强剂的作用，为PAN型碳纤维，长度小于0.2毫米，直径在15微米以下。
本发明所选用二硫化钼作为润滑剂，可以提高耐磨性。它的纯度应大于98wt％，粒度应控制在5微米以下。
抗腐蚀耐磨损粉末涂料的制备方法，其特征在于该方法包括：称取热塑性聚酰胺树脂100份、碳纤维0.2-1份、二硫化钼1-3份以及γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷0.05-0.15份组成，以重量份数计；然后加入由无水乙醇和丙酮组成的混合溶剂中使混合物充分润湿，经过加热搅拌，待混合物成块状时，移入烘箱，在70-90℃下烘干，将混合物过筛后80目即成粉末涂料。
制备粉末涂料时无水乙醇与丙酮的体积百分比为1∶1-1.2。
本发明的喷涂方法是采用塑料粉末喷涂设备将处理过的混合物喷涂在金属零件表面。首先对金属零件表面进行粗化、净化处理，然后利用火焰预热零件到80℃，调节喷涂参数：乙炔气体压力0.05～0.1MPa，压缩空气压力0.4MPa，喷枪移动速度控制在0.1m/min，喷涂距离为150mm～250mm，最后进行喷涂，自然冷却，获得0.25-0.50毫米的涂层。
本发明采用火焰喷涂技术制备涂层，该技术是一种优质、低成本的表面强化技术，具有操作周期短，沉积效率高，施工周期短等优点，其喷涂原理是利用压缩空气-乙炔火焰，采用沸腾送粉的方法，通过喷枪，将粉末加热到熔融状态，并喷射到待喷物表面，得到平整光滑的聚合物涂层。采用塑料粉末喷涂设备使喷枪结构能够在火焰与塑料粉末之间添加一层压缩空气幕帘，以降低并控制火焰对粉体的加热程度，防止聚合物分解。
具体实施方式
抗腐蚀耐磨损粉末涂料，由基料、填料以及偶联剂组成。基料选自热塑性聚酰胺树脂，填料为碳纤维和二硫化钼，为了分散均匀，提高填料与基料的相容性，本发明还加入了少量的γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂。
一种抗腐蚀耐磨损粉末涂料，其特征在于粉末涂料由热塑性聚酰胺树脂100份、碳纤维0.2-1份、二硫化钼1-3份以及γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷0.05-0.15份组成，以重量份数计。
本发明选用的热塑性聚酰胺树脂，粉末状，粒度100-120um，密度为1.12-1.14g/L，熔点为200℃，分解温度为450℃，热喷涂温度范围宽，喷涂温度控制在熔点与分解温度之间，聚合物不发生分解与降解，分子结构式单元体为：
[-NH-(CH2)5-CO-]
是一种以重复单元酰胺基团(-C(O)-NH-)作为聚合物主链的缩聚物，能够形成氢键，结晶度高，机械性能优异，具有坚韧、耐磨、耐溶剂、耐油、自润滑特点，长期使用温度-50～100℃。
本发明所选用碳纤维起到的是增强剂的作用，为PAN型碳纤维，长度小于0.2毫米，直径在15微米以下。
本发明所选用二硫化钼作为润滑剂，可以提高耐磨性。它的纯度应大于98wt％，粒度应控制在5微米以下。
本发明的喷涂方法是采用塑料粉末喷涂设备将处理过的混合物喷涂在金属零件表面。首先对金属零件表面进行粗化、净化处理，然后利用火焰预热零件到80℃，调节喷涂参数：乙炔气体压力0.05～0.1MPa，压缩空气压力0.4MPa，喷枪移动速度控制在0.1m/min，喷涂距离为150mm～250mm，最后进行喷涂，自然冷却，获得0.25-0.50毫米的涂层。本发明采用火焰喷涂技术制备涂层，该技术是一种优质、低成本的表面强化技术，具有操作周期短，沉积效率高，施工周期短等优点，其喷涂原理是利用压缩空气-乙炔火焰，采用沸腾送粉的方法，通过喷枪，将粉末加热到熔融状态，并喷射到待喷物表面，得到平整光滑的聚合物涂层。采用塑料粉末喷涂设备使喷枪结构能够在火焰与塑料粉末之间添加一层。
Claims (6)
1.一种抗腐蚀耐磨损粉末涂料，其特征在于粉末涂料由热塑性聚酰胺树脂100份、碳纤维1.2-1份、二硫化钼1-3份以及γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷0.05-0.15份组成，以重量份数计。
2.如权利要求1所说的粉末涂料，其特征在于热塑性聚酰胺树脂为粉末状，粒度100～120um，密度为1.12-1.14g/L，熔点为200℃，分解温度450℃。
3.如权利要求1所说的粉末涂料，其特征在于碳纤维为PAN型碳纤维，长度小于0.2毫米，直径在15微米以下。
4.如权利要求1所说的粉末涂料，其特征在于二硫化钼的纯度应大于98wt％，粒度在5微米以下。
5.如权利要求1所说的粉末涂料的制备方法，其特征在于该方法包括：称取热塑性聚酰胺树脂100份、碳纤维0.2-1份、二硫化钼1-3份以及γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷0.05-0.15份组成，以重量份数计；然后加入由无水乙醇和丙酮组成的混合溶剂中使混合物充分润湿，经过加热搅拌，待混合物成块状时，移入烘箱，在70-90℃下烘干，将混合物过筛后80目即成粉末涂料。
6.如权利要求5所说的方法，其特征在于无水乙醇与丙酮的体积百分比为1∶1-1.2。
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