CN105478267A - 一种大面积钢体表面喷涂二氧化钛薄膜的喷涂系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属表面喷涂形成二氧化钛薄膜领域，具体涉及一种大面积钢体表面喷涂二氧化钛薄膜的喷涂系统和方法。所述系统包括：储料装置A和储料装置B、第一空气压缩装置、连续撞击流反应装置、气液混合喷雾装置、钢体加热装置，优选地还包括：指示剂储存装置。本发明的系统和方法采用相互协同作用的、合适的步骤、参数和设备进行喷涂，各个系统之间、各个步骤之间均作为有机的整体，所以可以使喷涂的液/固相接触面积大，使反应二氧化钛前驱体料液瞬间混合均匀并达到均相成核所需浓度，进而提高喷涂效果。

Description

一种大面积钢体表面喷涂二氧化钛薄膜的喷涂系统和方法
技术领域
本发明属于金属表面喷涂形成二氧化钛薄膜领域，具体涉及一种大面积钢体表面喷涂二氧化钛薄膜的喷涂系统和方法。
背景技术
石油化工储罐采用大面积钢材焊接，钢材表面防腐蚀问题涉及重大的安全隐患，近些年来在我国已经发生多起由于储罐腐蚀泄露导致油库、储罐起火燃烧爆炸的重大安全事故。沿海地区的大气中含盐量高，空气中含有大量的氯化物、硫酸盐和镁离子，可以显著加快化学和电化学腐蚀过程。就导电率来说，沿海地区含有海水成分的潮湿空气的导电率远比内陆地区含有河水、雨水成分的潮湿空气的导电率高得多，含有海水成分的潮湿空气是具有很大腐蚀性的天然电解质，特别是对金属物质促进电化学反应非常有利，因此，沿海地区储罐的腐蚀速度远大于内陆。
防止钢材表面发生电化学腐蚀的传统防腐方法一直局限于采用防腐涂层和牺牲阳极保护阴极的方法，防腐涂层存在以下问题：(1)内表面涂层的附着力下降；(2)龟裂现象普遍存在；(3)电阻率普遍升高和(4)涂膜变色变软并发生溶胀等问题。牺牲阳极保护阴极的方法不仅成本高且作用时间短。1995年，J.Yuan和Tsujikawa(J.Yuan,S.Tsujikawa,Characterizationofsol-gel-derivedTiO2coatingsandtheirphotoeffectsoncoppersubstrates,J.Electrochem.Soc.(1995),142,3444–3450.)首次报道了采用溶胶-凝胶法制备的TiO2薄膜在光照条件下能够给铜合金提供长久的防腐蚀保护，并首次提出了光生阳极保护的概念。随后，Park等人(H.Park,K.Y.Kim,W.Choi,AnovelphotoelectrochemicalmethodofmetalcorrosionpreventionusingaTiO2solarpanel,Chem.Commun.(2001)281–282.)在此概念基础上，在实验室的烧杯中实现了在几十个平方厘米的不锈钢表面镀上一层致密的TiO2薄膜产生光生阳极保护的效果。然而，这种方法很难实现在大面积钢材表面形成一层致密的TiO2光生阳极保护薄膜。根本原因在于钢材表面形成致密的TiO2薄膜过程属于异相成核过程。众所周知，异相成核与均相成核过程存在竞争关系，为了防止均相成核过程的发生，通常选择在异相成核过程中使前驱体的过饱和度明显低于均相成核所需过饱和度，导致异相成核的速率非常缓慢，通常需要3至5个小时才能形成200纳米厚度的薄膜，这给工程施工带来很大的困难。实际上，为了防止均相成核过程的发生，只要能够确保异相成核速率远大于均相成核速率即可，也就是说，前驱体的过饱和度不必很低。为了提高异相成核速率必须增大液-固相间接触面积，即单位体积的包覆液所覆盖的钢材面积越大，液膜厚度越薄，异相沉积速率则越大。因此，提高液/固相接触面积是本发明需要解决的核心问题之一。
本发明需要解决的另一个核心问题是，由于生成的二氧化钛前驱体料液的浓度已经达到或接近达到均相成核所需浓度，因此，需要在很短的时间内(小于1秒)生成这种前驱体料液，并且该料液的浓度必须分布均匀，以防止发生局部快速的均相成核过程。但是，目前还无法解决前驱体料液生成所需反应时间较长、料液不够均匀的问题。
因此，在目前的科研和实践中，需要研发出一种液/固相接触面积大、反应二氧化钛前驱体料液瞬间混合均匀并达到均相成核所需浓度、生成的二氧化钛薄膜质量优异的喷涂系统和方法。
发明内容
本发明提供一种大面积钢体表面喷涂二氧化钛薄膜的喷涂系统和方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于大面积钢体外表面喷涂纳米二氧化钛防腐薄膜的喷涂系统，其中包括：
储料装置A和储料装置B，用于分别储存A股料液和储存B股料液；
第一空气压缩装置，与所述储料装置A和所述储料装置B连接，用于增加所述储料装置A和所述储料装置B内的压力；
连续撞击流反应装置，主流道入口与所述储料装置A的出口连接，各个支流道入口分别与所述储料装置B的出口连接，用于将所述A股料液和B股料液进行多尺度混合处理，以得到TiO2包覆前驱体；
气液混合喷雾装置，液体入口与所述连续撞击流反应装置的主流道出口连接，用于将所述TiO2包覆前驱体与高温高压空气混合，并以气雾的形式喷出；
钢体加热装置，用于对待喷涂的钢体表面进行加热处理；
优选地，所述系统还包括：
指示剂储存装置，设有加压口和指示剂输出口；所述加压口与所述第一空气压缩装置连接；所述指示剂输出口与储料装置B的出口处管路连通；所述指示剂储存装置用于储存指示剂；所述指示剂用于调节或校准所述B股料液在所述连续撞击流反应装置中的流量。
在上述系统优选的实施方式中，所述储料装置A和所述储料装置B均设置有加热元件，分别用于加热所述A股料液和所述B股料液。
在上述系统优选的实施方式中，所述系统还包括：高压热空气供给装置，出口与所述气液混合喷雾装置的热空气入口连接，用于将空气加温加压，以得到所述高温高压空气。
在上述系统优选的实施方式中，所述高压热空气供给装置包括：
第二空气压缩装置，用于将空气进行加压处理；和空气加热装置，设置于所述第二空气压缩装置出口处，用于将加压后的空气进行加温处理。
本发明是通过以下另一技术方案实现的：
一种用于大面积钢体外表面喷涂纳米二氧化钛防腐薄膜的方法，包括以下步骤：
钢体升温处理步骤：将钢体表面进行升温处理；
料液配制步骤：配制A股料液和B股料液；
料液预处理步骤：分别对所述A股料液和B股料液进行加热和加压处理，得到加热加压后的A股料液和B股料液；
料液多尺度混合步骤：将所述加热加压后的A股料液和B股料液进行多尺度混合处理，得到TiO2包覆前驱体；
气液喷雾步骤：将所述TiO2包覆前驱体与高温高压气体混合后喷射到升温后的所述钢体表面形成液膜，再经反复喷涂形成TiO2薄膜。
在上述方法优选的实施方式中，在所述预处理步骤中，所述A股料液和B股料液被加热至80-120℃；所述A股料液和B股料液被加压至0.5-1Mpa；优选地，在所述钢体升温处理步骤中，所述钢体表面被升温至80-150℃更优选为80-120℃。
在上述方法优选的实施方式中，所述料液配制步骤中，所述A股料液为硼酸溶液、氨水溶液或NaOH溶液，其中，所述硼酸溶液的浓度为0.03mol/L-0.12mol/L，所述NaOH溶液的浓度为0.04mol/L-0.16mol/L；所述B股料液优选为(NH4)2TiF6溶液，浓度为0.01mol/L-0.04mol/L。
在上述方法优选的实施方式中，所述料液多尺度混合步骤中，所述多尺度混合处理中，所述A股料液所产生的超重力场强度为150-250g；优选地，所述料液多尺度混合步骤中，所述多尺度混合处理的时间为0.2-0.3秒；优选地，所述料液多尺度混合步骤中，所述A股料液和所述B股料液的摩尔比为(4-5)：1。
在上述方法优选的实施方式中，所述气液喷雾步骤中，所述高温高压气体的流量为1.5-5L/s，温度为90-150℃；优选地，所述高温高压气体的体积流量为所述TiO2包覆前驱体的总体积流量的100-500倍之间，更优选为200-300倍；优选地，每次所述喷涂中，所述TiO2包覆前驱体到达所述钢体表面的时间为0.05-0.2秒。
在上述方法优选的实施方式中，所述气液喷雾步骤中，所述液膜的厚度为5-20微米；优选地，所述TiO2薄膜的厚度为200-500纳米。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、因为本发明的系统采用连续撞击流反应装置，通过料液多尺度混合，所以可将二氧化钛前驱体料液瞬间混合均匀，并达到均相成核所需浓度；之后二氧化钛前驱体料液通过喷雾的方式在钢材表面形成很薄的液膜，该液膜内的二氧化钛前驱体快速沉积到钢材表面形成高质量、大面积的二氧化钛防腐薄膜。
2、因为本发明的系统和方法严格控制了生成二氧化钛前驱体的两种料液的加热温度、钢材表面温度、加热钢材的高压蒸汽的温度等参数，所以最后形成的TiO2薄膜的晶相为锐钛型，具有较高的光催化活性。
3、因为本发明的系统和方法采用相互协同作用的、合适的步骤、参数和设备进行喷涂，各个系统之间、各个步骤之间均作为有机的整体，所以可以使喷涂的液/固相接触面积大，使反应二氧化钛前驱体料液瞬间混合均匀并达到均相成核所需浓度，进而提高喷涂效果。
附图说明
图1为大面积钢体表面喷涂二氧化钛薄膜的喷涂系统的连接关系示意图；
图中附图标记的含义为：
1：储料装置A，2：储料装置B，3：第一空气压缩装置，4：连续撞击流反应装置，5：气液混合喷雾装置，6：高压热空气供给装置，7：钢体加热装置，8：钢体外表面，9：指示剂储存装置。
图2：大面积钢体表面喷涂二氧化钛薄膜的喷涂系统中，连续撞击流反应装置的设有主流道的板块a的正面结构示意图；
图中附图标记的含义为：
41：主流道，411：主流道入口，412：半圆薄型扇面通道，即扇形狭缝，413：主流道出口，46：螺栓孔道。
图3：大面积钢体表面喷涂二氧化钛薄膜的喷涂系统中，连续撞击流反应装置俯视结构示意图；
图中附图标记的含义为：
42：支流道入口，43：支流道，44：液体流量调节区域，45：视窗区域。
图4：大面积钢体表面喷涂二氧化钛薄膜的喷涂系统中，气液混合喷雾装置的剖面结构示意图；
图中附图标记的含义为：
51：热空气进口，52：TiO2包覆前驱体溶液进口。
具体实施方式
如图1-图4所示，本发明的实施例提供的大面积钢体表面喷涂二氧化钛薄膜的喷涂系统，包括：储料装置A1、储料装置B2、第一空气压缩装置3、连续撞击流反应装置4、气液混合喷雾装置5、高压热空气供给装置6以及钢体加热装置7，指示剂储存装置9，下面将对本发明所述喷涂系统的各部件一一进行说明。
储料装置A1和储料装置B2，分别用于储存A股料液和储存B股料液。该储料装置A1和储料装置B2均为耐高压可加热储罐；也就是说，储料装置A1和储料装置B2上均设置有加热元件，以便于对储存于其内的A股料液和B股料液进行加热。加热元件可以是电阻丝，以螺旋上升的方式设置于储料装置A1和储料装置B2的罐体外部，加热元件还可以是其他任何可加热溶液的元件。储料装置A1和储料装置B2上还均设有加压口以及液料排出口(以下简称出口)，其中加压口可以与第一空气压缩装置3的出口连接，以实现储料装置A1和储料装置B2内的加压，以保证A股料液和B股料液以所需流量输出。
第一空气压缩装置3，与该储料装置A1和该储料装置B2连接，用于将上述A股料液和B股料液进行加压处理，使上述两种料液高速流出。第一空气压缩装置3可以是常用的空气压缩机，其带阀门的出口与储料装置A1和储料装置B2的加压口连接。为了实现储料装置A1和储料装置B2内的加压，第一空气压缩装置3可以是一台，也可以是两台，具体所需台数可根据储料装置A1和储料装置B2内所需达到的压力来确定。当第一空气压缩装置3为一台时，可通过三通阀将第一空气压缩装置3的出口与储料装置A1和储料装置B2连接。
连续撞击流反应装置4，为中国专利申请“一种基于八卦图原理的连续撞击流反应器(专利号：ZL201420748486.2)”的反应器；该反应器在液-液快速反应过程中，通过反应料液快速的二次旋转形成高频颠倒的超重力场强化液-液传质过程中的介观与微观混合过程；同时，24条支流以微分连续撞击进料的方式注入主流道中，用于显著强化液-液传质过程中的宏观混合与初始分散过程，进而实现两股料液之间快速的多尺度混合过程。本发明正是利用连续撞击流反应器的这一优异特性，实现二氧化钛前驱体料液瞬间混合均匀并达到均相成核所需浓度的方法。
在本发明中，参见图2和图3，连续撞击流反应装置4具有1条用于使A股料液以二次旋转的方式高速流动的主流道41和24条支流道43，其中24条支流道被分成四组，每组是6条支流道，且每组支流道有一个支流道入口42，即共四个支流道入口42，其中主流道入口411与储料装置A1的出口连接，该储料装置B2的出口通过五通阀分别与4个支流道入口42连接，用于将所述A股料液和B股料液输送至连续撞击流反应装置4中并进行多尺度混合处理，以得到TiO2包覆前驱体。为了保证自所述储料装置B2流向四个支流道入口42的B股料液流量相同，在所述储料装置B2的出口与4个支流道入口42之间分别设有液体流量计。另外，为了控制储料装置A1的A股料液流量，在所述储料装置A1的出口与主流道入口之间也设有液体流量计。在图3的设置支流道的板块上，其中，44为流量调节区域，在流量调节区域44中设置有四个流量调控部，每个流量调控部分别控制与每一支流道入口42流通的6个支流道43；45为视窗区域，通过该区域可观察每组支流道中的六条支流道中液体流量的分布情况，为了观察方便，在B股料液流入4个支流道入口42的过程中，可与少量指示剂混合，待B股料液流入24条支流道的流量被调节或校准后，将指示剂储存装置9的指示剂出口关闭。参见图1，装有指示剂的指示剂储存装置9的指示剂输出口与储料装置B2的出口管路连接，指示剂储存装置9的加压口与第一空气压缩装置3连接；第一空气压缩装置3用于对的指示剂加压，从而有效控制指示剂的流量，指示剂在第一空气压缩装置3的作用下与B股料液共混。
连续撞击流反应装置4中，一个设有支流道的板块b和多个设有主流道的板块a之间，通过螺栓孔道46由螺栓连接，紧密叠合。
24条支流道43与主流道41中各自对应的半圆形流道通过半圆薄型扇面通道412相通，该半圆薄型扇面通道是由上下两个设有主流道的板块a紧扣一起形成的。
参见图2，连续撞击流反应装置4中，还设有外部旋钮(具体为外部微调螺栓)，用于微调该主流道内侧的半圆薄型扇面通道412的宽度，以直接调节24小股的B股料液进入主流道的流量；上述外部微调螺栓通过插孔(未图示)插接于该扇形狭缝周边，即在上下两个设有主流道的紧扣一起的板块a上设有一个连通的插孔，插孔可设置于该扇形狭缝周边，在该插孔内旋有螺栓即外部微调螺栓，通过旋紧或旋松该螺栓来调整半圆薄型扇面通道412的宽度。
气液混合喷雾装置5，液体入口即TiO2包覆前驱体溶液进口52与该连续撞击流反应装置4的主流道出口413连接，用于将该TiO2包覆前驱体溶液与高温高压空气混合，并以气雾的形式喷出；如图4所示，该气液混合喷雾装置5设置有热空气进口51和TiO2包覆前驱体溶液进口52；热空气进口51即高温高压空气进口设置于气液混合喷雾装置5的前部，以便于高温高压空气即早与TiO2包覆前驱体溶液混合，而将其升温加压，从而保证二者的混合体能以气雾的形式自气液混合喷雾装置5的出口喷出。气液混合喷雾装置5可以为气液混合喷雾器。
高压热空气供给装置6，出口与气液混合喷雾装置5的热空气进口51连接，用于将空气加温加压，得到高温高压空气；在本发明的实施例中，高压热空气供给装置6包括第二空气压缩装置和设置于第二空气压缩装置出口的空气加热装置，其中，第二空气压缩装置用于将空气进行加压处理，空气加热装置用于将加压后的空气进行加温处理。具体地，第二空气压缩装置可以是常用的空气压缩机，而空气加热装置可以是通电的电阻丝，这样第二空气压缩装置的加压空气输出口通过管路与气液混合喷雾装置5的热空气进口51连接，而电阻丝设置于第二空气压缩装置出口处的管路上，以便将加压后的空气及时加热。
钢体加热装置7，用于对待喷涂的钢体外表面8进行加热处理；该钢体加热装置7可以是设置于钢体背面的可喷出高压蒸汽的软管管路；通过喷出的蒸汽将钢体背面对应的外表面加热，也可以是设置于钢体正面即外表面的红外加热装置，直接将钢体外表面加热至所需温度。
指示剂储存装置9，用于储存指示剂；该指示剂储存装置9(具体为储罐)的加压口(未图示)通过管路与第一空气压缩装置3连接，该指示剂储存装置9的指示剂输出口(未图示)与储料装置B2的出口处管路连通；该指示剂储存装置9中的指示剂在第一空气压缩装置3的作用下，与进入连续撞击流反应装置4之前的B股料液共混；该指示剂用于调节或校准料液B在连续撞击流反应装置4中的流量；当流量调节完成后，指示剂储存装置9的指示剂输出口处的阀门关闭，指示剂储存装置9中再无指示剂流出。具体地，参见图1，装有指示剂的指示剂储存装置9的指示剂输出口通过管路与储料装置B2的出口和五通阀之间的主管路连通，以使自储量装置B2输出的B股料液在分成四股料液之前就与来自指示剂储存装置9的指示剂混合，从而在视窗区域45观察每组支流道中的六条支流道中液体流量的分布情况；待B股料液流入24条支流道的流量被调节或校准后，将输出指示剂的装置9的指示剂输出口阀门关闭。指示剂储存装置9的加压口和第一空气压缩装置3的出口连接，用于对指示剂储存装置9的指示剂加压，从而有效控制指示剂的流量，指示剂储存装置9中的指示剂在第一空气压缩装置3的作用下与B股料液共混。
在上述喷涂系统中除包括以上设备或装置以外，还包括一些管路，用于各设备或装置之间的连接。
本发明还提供了一种利用上述喷涂系统，在大面积钢体表面喷涂二氧化钛薄膜的喷涂方法，包括如下步骤：
步骤一、升温处理：采用钢板加热装置7将已经打磨过的钢体外表面8进行升温处理至80-120℃(例如，可以为80℃、85℃、90℃、105℃、110℃、120℃等中任意值或任意两者之间的范围)。
其中，上述升温处理的加热方式可选择钢体正面红外加热或钢体背面蒸汽加热的方式，使钢体表面温度到达指定温度范围内上下波动；如选用蒸汽加热，用于加热钢材表面的高压气体的温度优选控制在90-120℃，优选为90℃，该高压气体采用电阻丝加热。
步骤二、料液配制步骤：配制A股料液和B股料液，分别加入储料装置A1和储料装置B2中。
该A股料液优选为硼酸溶液、氨水溶液或NaOH溶液，其中，硼酸溶液的浓度为0.03mol/L-0.12mol/L之间，NaOH溶液的浓度为0.04mol/L-0.16mol/L之间；该B股料液优选为(NH4)2TiF6溶液，浓度为0.01mol/L-0.04mol/L之间。
示例性地，上述硼酸溶液的浓度可以为0.03mol/L、0.05mol/L、0.8mol/L、0.1mol/L、0.12mol/L等中任意值或任意两者之间的范围，NaOH溶液的浓度可以为0.04mol/L、0.07mol/L、0.1mol/L、0.15mol/L、0.16mol/L等中任意值或任意两者之间的范围，(NH4)2TiF6溶液可以为0.01mol/L、0.02mol/L、0.025mol/L、0.03mol/L、0.04mol/L等中任意值或任意两者之间的范围。
步骤三、料液预处理步骤：分别对A股料液和B股料液进行加热和加压处理，得到加热加压后的A股料液和B股料液。
具体地，对该A股料液和该B股料液进行加热处理至80-110℃(例如，可以为80℃、85℃、90℃、105℃、110℃等中任意值或任意两者之间的范围，优选为100℃)；再或/同时将A股料液和B股料液加压。
步骤四、料液多尺度混合步骤：分别在该储料装置A1和储料装置B2中，将该加热加压后的A股料液和B股料液输送至连续撞击流反应装置中进行多尺度混合处理，在混合处理过程中，A股料液和B股料液中溶质的摩尔比为(4-5)：1(例如，可以为4：1、4.3：1、4.5：1、4.8：1、5：1等中任意值或任意两者之间的范围)，得到TiO2包覆前驱体，从连续撞击流反应装置的主流道出口流出。
本发明形成的钢材表面的TiO2薄膜可能形成三种晶相，即金红石型、锐钛型和板钛型，其中锐钛型具有较高的光催化活性；为了生成锐钛型二氧化钛薄膜，需要控制该A股料液和B股料液的温度优选为80℃以上，用于加热钢材表面的高压气体的温度优选控制在90℃以上，钢材表面温度优选控制在80℃以上；为了实现上述温度操作，上述储料装置应具有保温和加热功能，上述高压气体应采用电阻丝加热。
该多尺度混合处理的过程具体如下：
先开启第一空气压缩装置3，当其出口达到0.5-1Mpa(例如，可以为0.5Mpa、0.6Mpa、0.7Mpa、0.75Mpa、0.8Mpa、0.9Mpa、1Mpa等中任意值或任意两者之间的范围，优选为0.8Mpa)时，再开启空气压缩装置3的出口阀门，使该A股料液和B股料液在静压驱动下分别流入连续撞击流反应器中4，其中关键的工艺控制点如下：
①该A股料液流经液体流量计后直接进入连续撞击流反应器4的主流道41内，在主流道内以二次旋转的方式高速流动，主流道的流通截面呈规整的圆形；该二次旋转的主流所产生的高频颠倒的超重力场强度为150g-250g(例如，可以为150g、175g、200g、225g、250g等中任意值或任意两者之间的范围，优选为200g)；
②该B股料液被均分成四组料液后进入各个支流道入口，再进入每组支流道中的6个分支流道，共计24个分支流道，共计24小股B股料液由液体流量调控部控制；该连续撞击流反应器4中，设有的红色指示剂(该指示剂优选采用稀释10倍后的红墨水，一开始储存于指示剂储存装置9中，与刚刚自储料罐B中输出的料液B按体积流量比1：2的比例共混加入连续撞击流反应器中)，操作人员可以透过该连续撞击流反应器的视窗区域，观察每组料液中6小股料液的流量分布状况；这6小股料液中，每小股该料液从二次旋转的主流道41的内侧扇形狭缝中，撞入正在高速二次旋转的主流中，该扇形狭缝的宽度可以通过外部旋钮进行微调，从该扇形狭缝中流出并形成连续微分撞击的B股料液的液膜厚度控制在5至20微米之间(例如，可以为5微米、8微米、10微米、13微米、15微米、17微米、20微米等中任意值或任意两者之间的范围)；由此，24小股B料液的流量可以通过设置于连续撞击流反应器4中的24个外部旋钮，直接进行微调；
③该多尺度混合处理中，该A股料液和B股料液实现多尺度快速混合所需时间控制在0.2至0.3秒(例如，可以为0.2秒、0.22秒、0.25秒、0.28秒、0.3秒等中任意值或任意两者之间的范围)；
④该多尺度混合处理中，该A股料液的流量为5-10ml/s(例如，可以为5ml/s、6ml/s、7ml/s、7.5ml/s、8ml/s、9ml/s、10ml/s等中任意值或任意两者之间的范围，优选为8ml/s)，该B股料液的总流量为5-10ml/s(例如，可以为5ml/s、6ml/s、7ml/s、7.5ml/s、8ml/s、9ml/s、10ml/s等中任意值或任意两者之间的范围，优选为8ml/s)。
本步骤中，该B股料液通过连续的微分撞击与该A股料液实现了快速的多尺度混合过程，两股料液在多尺度混合过程中发生快速反应生成浓度均匀的TiO2包覆前驱体，在二次旋转流动和连续微分撞击过程中TiO2包覆前驱体的浓度快速提升至均相成核所需浓度附近，然后从连续撞击流反应器4的出口流出。
步骤五、气液喷雾：该TiO2包覆前驱体流入气液混合喷雾装置5，与高温高压气体混合，形成高压气体喷雾，以该高压气体喷雾的形式喷射到钢材壳体的外表面，反复喷涂形成200纳米以上的TiO2薄膜。
上述高温高压气体是由高压热空气供给装置6制备得到的，方法为：由另一空气压缩机出来的高压空气，先流经气体流量计，控制气体流量在1.5-5L/s，优选为3.2L/s，然后该气体被电阻丝加热至90-150℃，再进入气液混合喷雾装置5中。
示例性地，上述气体流量可以为1.5L/s、2L/s、2.5L/s、3L/s、4L/s、5L/s等中任意值或任意两者之间的范围，上述电阻丝加热的温度可以为90℃、100℃、110℃、120℃、125℃、130℃、140℃、150℃等中任意值或任意两者之间的范围。
上述连续撞击流反应器4的主流道出口与气液喷雾器5的液体入口相连，高温高压气体迅速将出口的料液以高压气体喷雾的形式喷射到钢材壳体的外表面，使钢材外表面8上迅速形成薄而均匀的液膜，液膜在钢体表面上迅速升温并快速蒸发，液膜迅速变薄并消失，在此极短的蒸发时段内液膜中的TiO2包覆前驱体迅速以异相成核的方式沉积到钢材的表面；钢材外表面经过多次反复的喷雾包涂，当钢材表面TiO2薄膜的厚度逐渐增厚至200-500纳米(例如，可以为200纳米、250纳米、300纳米、400纳米、500纳米等中任意值或任意两者之间的范围)时，喷涂过程结束。
上述每次喷涂中，该TiO2包覆前驱体由连续撞击流反应器的出口经高压气体喷雾到达钢材表面所需时间优选控制在0.05-0.2秒(例如，可以为0.05秒、0.1秒、0.15秒、0.2秒等中任意值或任意两者之间的范围)；
上述钢材外表面的高压气体喷雾形成的液膜厚度在20至100微米之间(例如，可以为20微米、25微米、50微米、75微米、80微米、90微米、100微米等中任意值或任意两者之间的范围，优选为60微米)；为了实现上述厚度，在喷涂过程中，钢材表面每喷涂1平方米液膜所耗的料液总体积为20至100毫升，优选为60毫升。
在上述气液喷雾装置5中，高温高压气体的体积流量为TiO2包覆前驱体总体积流量的100至500倍之间(例如，可以为100倍、150倍、250倍、400倍、450倍等中任意值或任意两者之间的范围，优选为200至300倍之间)。
此工艺方法可以实现快速、低成本、高质量地完成大面积钢材壳体外表面喷涂纳米二氧化钛防腐薄膜的整个工艺流程。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于本发明而不用于限制本发明的范围。对外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
本实施例是采用本发明的喷涂系统，对一个外表面积达到1000m2的石油化工储罐的外表面喷涂氧化钛纳米薄膜的工艺过程，喷涂过程沿储罐的垂直方向进行上下往复操作，其喷涂方法包括如下步骤：
(1)升温：将喷涂系统放置在一辆带有升降机的汽车上，石油化工储罐的外壁已经过打磨，将一个可喷出高压蒸汽的软管管路7置于石油化工储罐内部，打开蒸汽阀门出口，使蒸汽温度达到120℃，蒸汽喷射到储罐内壁，使对应的外壁温度升温至80℃以上。
(2)料液配制：配制0.06mol/L的硼酸溶液40L，倒入耐高压加热储罐1中，加热至100℃，该料液为A股料液；配制0.02mol/L的(NH4)2TiF6溶液40L，倒入耐高压加热储罐2中，使之温度升高至100℃，该料液为B股料液。
(3)料液多尺度混合：开启空气压缩机3，当空气压缩机出口压力达到0.8MPa时，开启空压机出口阀门，使A和B两股料液分别流入连续撞击流反应器4中，控制A股料液的流量为8ml/s，B股料液的总流量为8ml/s，B股料液被均分为4组料液后，每组料液的流量为2ml/s，之后每组料液再被均为6份，共计24份，每份流量为1/3ml/s；连续撞击流反应器主流道出口处料液(即为TiO2包覆前驱体)的总流量为16ml/s；
在该多尺度混合处理过程中，A股料液和B股料液中溶质的摩尔比为4：1，二次旋转的主流所产生的高频颠倒的超重力场强度为200g；从扇形狭缝中流出并形成连续微分撞击的B股料液的液膜厚度为5微米；上述A、B两股料液快速混合所需的时间为0.25秒。
(4)喷涂：该料液(即为TiO2包覆前驱体)随后流入气液混合喷雾器5内；同时自空气压缩机出来的高压空气，先流经气体流量计，控制气体流量在3.2L/s，然后被电阻丝加热至90℃以上，再进入气液混合喷雾器中；该料液与高温高压空气混合并以高压气体喷雾的形式喷出。
(5)反复喷涂：该在喷涂作业中，起降机垂直上下运动的速度为0.17m/s，在同一喷涂面上需要往复喷涂12遍，然后喷涂下一个喷涂面；喷涂过程中，该高压气体喷雾形成的液膜厚度为60微米；当表面TiO2薄膜的厚度逐渐增厚至200纳米时，喷涂过程结束，储罐的顶面则采用人站在上面手持气液喷雾器进行人工喷涂作业。
该TiO2包覆前驱体由连续撞击流反应装置的主流道出口，经所述高压气体喷雾，到达钢体表面的时间为0.1秒左右。
采用该实施例方法得到的防腐涂层，附着力强，具有该涂层的储罐在沿海地区连续使用2年，储罐上的涂层无脱落以及龟裂等现象。
实施例2
本实施例是采用本发明的喷涂系统，对一个外表面积达到1000m2的石油化工储罐的外表面喷涂氧化钛纳米薄膜的工艺过程，喷涂过程沿储罐的垂直方向进行上下往复操作，其喷涂方法包括如下步骤：
(1)升温：将喷涂系统放置在一辆带有升降机的汽车上，石油化工储罐的外壁已经过打磨，将一个可喷出高压蒸汽的软管管路7置于石油化工储罐内部，打开蒸汽阀门出口，使蒸汽温度达到120℃，蒸汽喷射到储罐内壁，使对应的外壁温度升温至90℃。
(2)料液配制：配制0.08mol/L的氨水溶液40L，倒入耐高压加热储罐1中，加热至110℃，该料液为A股料液；配制0.02mol/L的(NH4)2TiF6溶液40L，倒入耐高压加热储罐2中，使之温度升高至110℃，该料液为B股料液。
(3)料液多尺度混合：开启空气压缩机3，当空气压缩机出口压力达到0.5MPa时，开启空压机出口阀门，使A和B两股料液分别流入连续撞击流反应器4中，控制A股料液的流量为8ml/s，B股料液的总流量为8ml/s，B股料液被均分为4组料液后，每组料液的流量为2ml/s，之后每组料液再被均为6份，共计24份，每份流量为1/3ml/s；连续撞击流反应器主流道出口处料液(即为TiO2包覆前驱体)的总流量为16ml/s；
在该多尺度混合处理过程中，A股料液和B股料液中溶质的摩尔比为5：1，二次旋转的主流所产生的高频颠倒的超重力场强度为250g；从扇形狭缝中流出并形成连续微分撞击的B股料液的液膜厚度为5微米；上述A、B两股料液快速混合所需的时间为0.3秒。
(4)喷涂：该料液(即为TiO2包覆前驱体)随后流入气液混合喷雾器5内；同时自空气压缩机出来的高压空气，先流经气体流量计，控制气体流量在4.5L/s，然后被电阻丝加热至120℃，再进入气液混合喷雾器中；该料液与高温高压空气混合并以高压气体喷雾的形式喷出。
(5)反复喷涂：该在喷涂作业中，起降机垂直上下运动的速度为0.17m/s，在同一喷涂面上需要往复喷涂12遍，然后喷涂下一个喷涂面；喷涂过程中，该高压气体喷雾形成的液膜厚度为100微米；当表面TiO2薄膜的厚度逐渐增厚至500纳米时，喷涂过程结束，储罐的顶面则采用人站在上面手持气液喷雾器进行人工喷涂作业。
该TiO2包覆前驱体由连续撞击流反应装置的主流道出口，经所述高压气体喷雾，到达钢体表面的时间为0.05秒左右。
采用该实施例方法得到的防腐涂层，附着力强，具有该涂层的储罐在沿海地区连续使用2.5年，储罐上的涂层无脱落以及龟裂等现象。
实施例3
本实施例是采用本发明的喷涂系统，对一个外表面积达到1000m2的石油化工储罐的外表面喷涂氧化钛纳米薄膜的工艺过程，喷涂过程沿储罐的垂直方向进行上下往复操作，其喷涂方法包括如下步骤：
(1)升温：将喷涂系统放置在一辆带有升降机的汽车上，石油化工储罐的外壁已经过打磨，将一个可喷出高压蒸汽的软管管路7置于石油化工储罐内部，打开蒸汽阀门出口，蒸汽喷射到储罐内壁，使对应的外壁温度升温至120℃。
(2)料液配制：配制0.08mol/L的NaOH溶液40L，倒入耐高压加热储罐1中，加热至80℃，该料液为A股料液；配制0.02mol/L的(NH4)2TiF6溶液40L，倒入耐高压加热储罐2中，使之温度升高至80℃，该料液为B股料液。
(3)料液多尺度混合：开启空气压缩机3，当空气压缩机出口压力达到1MPa时，开启空压机出口阀门，使A和B两股料液分别流入连续撞击流反应器4中，控制A股料液的流量为8ml/s，B股料液的总流量为8ml/s，B股料液被均分为4组料液后，每组料液的流量为2ml/s，之后每组料液再被均为6份，共计24份，每份流量为1/3ml/s；连续撞击流反应器主流道出口处料液(即为TiO2包覆前驱体)的总流量为16ml/s；
在该多尺度混合处理过程中，A股料液和B股料液中溶质的摩尔比为4：1，二次旋转的主流所产生的高频颠倒的超重力场强度为150g；从扇形狭缝中流出并形成连续微分撞击的B股料液的液膜厚度为20微米；上述A、B两股料液快速混合所需的时间为0.2秒。
(4)喷涂：该料液(即为TiO2包覆前驱体)随后流入气液混合喷雾器5内；同时自空气压缩机出来的高压空气，先流经气体流量计，控制气体流量在1.5L/s，然后被电阻丝加热至90℃，再进入气液混合喷雾器中；该料液与高温高压空气混合并以高压气体喷雾的形式喷出。
(5)反复喷涂：该在喷涂作业中，起降机垂直上下运动的速度为0.17m/s，在同一喷涂面上需要往复喷涂12遍，然后喷涂下一个喷涂面；喷涂过程中，该高压气体喷雾形成的液膜厚度为80微米；当表面TiO2薄膜的厚度逐渐增厚至400纳米时，喷涂过程结束，储罐的顶面则采用人站在上面手持气液喷雾器进行人工喷涂作业。
该TiO2包覆前驱体由连续撞击流反应装置的主流道出口，经所述高压气体喷雾，到达钢体表面的时间为0.15秒左右。
采用该实施例方法得到的防腐涂层，附着力强，具有该涂层的储罐在沿海地区连续使用2.5年，储罐上的涂层无脱落以及龟裂等现象。
实施例4
本实施例是采用本发明的喷涂系统，对一个外表面积达到1000m2的石油化工储罐的外表面喷涂氧化钛纳米薄膜的工艺过程，喷涂过程沿储罐的垂直方向进行上下往复操作，其喷涂方法包括如下步骤：
(1)升温：将喷涂系统放置在一辆带有升降机的汽车上，石油化工储罐的外壁已经过打磨，将一个可喷出高压蒸汽的软管管路7置于石油化工储罐内部，打开蒸汽阀门出口，蒸汽喷射到储罐内壁，使对应的外壁温度升温至100℃。
(2)料液配制：配制0.12mol/L的硼酸溶液40L，倒入耐高压加热储罐1中，加热至100℃，该料液为A股料液；配制0.04mol/L的(NH4)2TiF6溶液40L，倒入耐高压加热储罐2中，使之温度升高至100℃，该料液为B股料液。
(3)料液多尺度混合：开启空气压缩机3，当空气压缩机出口压力达到0.8MPa时，开启空压机出口阀门，使A和B两股料液分别流入连续撞击流反应器4中，控制A股料液的流量为8ml/s，B股料液的总流量为8ml/s，B股料液被均分为4组料液后，每组料液的流量为2ml/s，之后每组料液再被均为6份，共计24份，每份流量为1/3ml/s；连续撞击流反应器主流道出口处料液(即为TiO2包覆前驱体)的总流量为16ml/s；
在该多尺度混合处理过程中，A股料液和B股料液中溶质的摩尔比为4：1，二次旋转的主流所产生的高频颠倒的超重力场强度为175g；从扇形狭缝中流出并形成连续微分撞击的B股料液的液膜厚度为15微米；上述A、B两股料液快速混合所需的时间为0.25秒。
(4)喷涂：该料液(即为TiO2包覆前驱体)随后流入气液混合喷雾器5内；同时自空气压缩机出来的高压空气，先流经气体流量计，控制气体流量在5L/s，然后被电阻丝加热至150℃，再进入气液混合喷雾器中；该料液与高温高压空气混合并以高压气体喷雾的形式喷出。
(5)反复喷涂：该在喷涂作业中，起降机垂直上下运动的速度为0.17m/s，在同一喷涂面上需要往复喷涂12遍，然后喷涂下一个喷涂面；喷涂过程中，该高压气体喷雾形成的液膜厚度为20微米；当表面TiO2薄膜的厚度逐渐增厚至300纳米时，喷涂过程结束，储罐的顶面则采用人站在上面手持气液喷雾器进行人工喷涂作业。
该TiO2包覆前驱体由连续撞击流反应装置的主流道出口，经所述高压气体喷雾，到达钢体表面的时间为0.18秒左右。
采用该实施例方法得到的防腐涂层，附着力强，具有该涂层的储罐在沿海地区连续使用3年，储罐上的涂层无脱落以及龟裂等现象。

Claims (10)

1.一种用于大面积钢体外表面喷涂纳米二氧化钛防腐薄膜的喷涂系统，其特征在于：所述系统包括：
储料装置A和储料装置B，用于分别储存A股料液和储存B股料液；
第一空气压缩装置，与所述储料装置A和所述储料装置B连接，用于增加所述储料装置A和所述储料装置B内的压力；
连续撞击流反应装置，主流道入口与所述储料装置A的出口连接，各个支流道入口分别与所述储料装置B的出口连接，用于将所述A股料液和B股料液进行多尺度混合处理，以得到TiO2包覆前驱体；
气液混合喷雾装置，液体入口与所述连续撞击流反应装置的主流道出口连接，用于将所述TiO2包覆前驱体与高温高压空气混合，并以气雾的形式喷出；
钢体加热装置，用于对待喷涂的钢体表面进行加热处理；
优选地，所述系统还包括：
指示剂储存装置，设有加压口和指示剂输出口；所述加压口与所述第一空气压缩装置连接；所述指示剂输出口与储料装置B的出口处管路连通；所述指示剂储存装置用于储存指示剂。
2.根据权利要求1所述的用于大面积钢体外表面喷涂纳米二氧化钛防腐薄膜的喷涂系统，其特征在于：所述储料装置A和所述储料装置B均设置有加热元件，分别用于加热所述A股料液和所述B股料液。
3.根据权利要求2所述用于大面积钢体外表面喷涂纳米二氧化钛防腐薄膜的喷涂系统，其特征在于：所述系统还包括：高压热空气供给装置，出口与所述气液混合喷雾装置的热空气入口连接，用于将空气加温加压，以得到所述高温高压空气。
4.根据权利要求3所述用于大面积钢体外表面喷涂纳米二氧化钛防腐薄膜的喷涂系统，其特征在于：
所述高压热空气供给装置包括：
第二空气压缩装置，用于将空气进行加压处理；和
空气加热装置，设置于所述第二空气压缩装置出口处，用于将加压后的空气进行加温处理。
5.一种用于大面积钢体外表面喷涂纳米二氧化钛防腐薄膜的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
钢体升温处理步骤：将钢体表面进行升温处理；
料液配制步骤：配制A股料液和B股料液；
料液预处理步骤：分别对所述A股料液和B股料液进行加热和加压处理，得到加热加压后的A股料液和B股料液；
料液多尺度混合步骤：将所述加热加压后的A股料液和B股料液进行多尺度混合处理，得到TiO2包覆前驱体；
气液喷雾步骤：将所述TiO2包覆前驱体与高温高压气体混合后喷射到升温后的所述钢体表面形成液膜，再经反复喷涂形成TiO2薄膜。
6.根据权利要求5所述的用于大面积钢体外表面喷涂纳米二氧化钛防腐薄膜的方法，其特征在于：在所述预处理步骤中，所述A股料液和B股料液被加热至80-120℃；所述A股料液和B股料液被加压至0.5-1Mpa；
优选地，在所述钢体升温处理步骤中，所述钢体表面被升温至80-150℃，更优选为80-120℃。
7.根据权利要求5所述用于大面积钢体外表面喷涂纳米二氧化钛防腐薄膜的方法，其特征在于：
所述料液配制步骤中，所述A股料液为硼酸溶液、氨水溶液或NaOH溶液，其中，所述硼酸溶液的浓度为0.03mol/L-0.12mol/L，所述NaOH溶液的浓度为0.04mol/L-0.16mol/L；所述B股料液优选为(NH4)2TiF6溶液，浓度为0.01mol/L-0.04mol/L。
8.根据权利要求5所述用于大面积钢体外表面喷涂纳米二氧化钛防腐薄膜的方法，其特征在于：
所述料液多尺度混合步骤中，所述多尺度混合处理中，所述A股料液所产生的超重力场强度为150-250g；
优选地，所述料液多尺度混合步骤中，所述多尺度混合处理的时间为0.2-0.3秒；
优选地，所述料液多尺度混合步骤中，所述A股料液和所述B股料液的摩尔比为(4-5)：1。
9.根据权利要求5所述用于大面积钢体外表面喷涂纳米二氧化钛防腐薄膜的方法，其特征在于：
所述气液喷雾步骤中，所述高温高压气体的流量为1.5-5L/s，温度为90-150℃；
优选地，所述高温高压气体的体积流量为所述TiO2包覆前驱体的总体积流量的100-500倍之间，更优选为200-300倍；
优选地，每次所述喷涂中，所述TiO2包覆前驱体到达所述钢体表面的时间为0.05-0.2秒。
10.根据权利要求5-9中任一项所述用于大面积钢体外表面喷涂纳米二氧化钛防腐薄膜的方法，其特征在于：
所述气液喷雾步骤中，所述液膜的厚度为5-20微米；优选地，所述TiO2薄膜的厚度为200-500纳米。
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Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61190076A (ja) * 1985-02-18 1986-08-23 Matsushita Electronics Corp 酸化チタン被膜形成方法
EP0222853A1 (de) * 1985-05-07 1987-05-27 Plasmainvent Ag Implantatkörper mit beschichtung.
JPH05341119A (ja) * 1992-06-10 1993-12-24 Nippon Sheet Glass Co Ltd 自動車用窓ガラス
JPH0873242A (ja) * 1994-07-05 1996-03-19 Nippon Sheet Glass Co Ltd 熱線反射ガラス
CN1160027A (zh) * 1996-01-12 1997-09-24 松下电工株式会社 具有光催化活性的二氧化钛膜以及含有这种膜的基质
JPH1147771A (ja) * 1997-07-31 1999-02-23 Meidensha Corp 連続通水式水処理装置
CN1260767A (zh) * 1997-03-14 2000-07-19 Ppg工业俄亥俄公司 光催化活化自洁制品及其制备方法
CN1491753A (zh) * 2002-10-23 2004-04-28 中国科学院化学研究所 在基材上形成纳米二氧化钛光催化活性剂涂层的方法
CN101760737A (zh) * 2009-12-29 2010-06-30 天津大学 在不锈钢基底上制备微纳米二氧化钛强化传热和防垢涂层方法
CN101949054A (zh) * 2010-08-17 2011-01-19 浙江大学 一种单晶锐钛矿二氧化钛膜的制备方法
CN102010000A (zh) * 2010-10-25 2011-04-13 江苏考普乐新材料股份有限公司 纳米二氧化钛及其制备方法
CN202022853U (zh) * 2011-03-02 2011-11-02 东莞宏威数码机械有限公司 二氧化钛浆料喷涂装置
US8602634B2 (en) * 2003-10-08 2013-12-10 Wetend Technologies Oy Method and apparatus for feeding chemical into a liquid flow
CN104437334A (zh) * 2014-12-02 2015-03-25 浙江海洋学院 一种基于八卦图原理的超重力-连续微撞击流反应器

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61190076A (ja) * 1985-02-18 1986-08-23 Matsushita Electronics Corp 酸化チタン被膜形成方法
EP0222853A1 (de) * 1985-05-07 1987-05-27 Plasmainvent Ag Implantatkörper mit beschichtung.
JPH05341119A (ja) * 1992-06-10 1993-12-24 Nippon Sheet Glass Co Ltd 自動車用窓ガラス
JPH0873242A (ja) * 1994-07-05 1996-03-19 Nippon Sheet Glass Co Ltd 熱線反射ガラス
CN1160027A (zh) * 1996-01-12 1997-09-24 松下电工株式会社 具有光催化活性的二氧化钛膜以及含有这种膜的基质
US5811192A (en) * 1996-01-12 1998-09-22 Matsushita Electric Works, Ltd. Titanium dioxide film having photocatalytic activity and substrate having the same
CN1260767A (zh) * 1997-03-14 2000-07-19 Ppg工业俄亥俄公司 光催化活化自洁制品及其制备方法
JPH1147771A (ja) * 1997-07-31 1999-02-23 Meidensha Corp 連続通水式水処理装置
CN1491753A (zh) * 2002-10-23 2004-04-28 中国科学院化学研究所 在基材上形成纳米二氧化钛光催化活性剂涂层的方法
US8602634B2 (en) * 2003-10-08 2013-12-10 Wetend Technologies Oy Method and apparatus for feeding chemical into a liquid flow
CN101760737A (zh) * 2009-12-29 2010-06-30 天津大学 在不锈钢基底上制备微纳米二氧化钛强化传热和防垢涂层方法
CN101949054A (zh) * 2010-08-17 2011-01-19 浙江大学 一种单晶锐钛矿二氧化钛膜的制备方法
CN102010000A (zh) * 2010-10-25 2011-04-13 江苏考普乐新材料股份有限公司 纳米二氧化钛及其制备方法
CN202022853U (zh) * 2011-03-02 2011-11-02 东莞宏威数码机械有限公司 二氧化钛浆料喷涂装置
CN104437334A (zh) * 2014-12-02 2015-03-25 浙江海洋学院 一种基于八卦图原理的超重力-连续微撞击流反应器

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