CN105568206B - 一种基于铜镍合金的超疏水防污涂层配方、涂层及其制备方法 - Google Patents
一种基于铜镍合金的超疏水防污涂层配方、涂层及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105568206B CN105568206B CN201511024222.8A CN201511024222A CN105568206B CN 105568206 B CN105568206 B CN 105568206B CN 201511024222 A CN201511024222 A CN 201511024222A CN 105568206 B CN105568206 B CN 105568206B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- corronil
- powder
- super
- antifouling coating
- coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于铜镍合金的超疏水防污涂层配方,以质量百分比计,其成分组成为Al2O3粉末:30~70%、TiO2粉末:25~65%、铜镍合金粉末:1~10%,以该配方为喷涂材料,采用高焓等离子喷涂可获得基于铜镍合金的超疏水防污涂层,该涂层具有优异的超疏水性能,防污效果显著,对海洋环境无污染,是一种绿色长效的新型防污涂层,并且涂层表面硬度高,与基体材料结合力强,能够承载较大载荷,有效解决了现有涂层易剥落、易磨损等问题。本发明的生产成本低,制备方法工艺可靠,性能稳定,适合在海洋平台、洋流发电、船舶等海洋设施上大规模应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种超疏水防污涂层,尤其涉及一种基于铜镍合金的超疏水防污涂层配方、涂层及其制备方法。
背景技术
为了降低海洋生物附着污损和腐蚀所造成的危害,在海洋装备、舰船表面涂装防污涂料仍是目前解决该问题的既经济又有效的重要途径。目前,在防污涂料技术的市场上,有机锡的防污漆已经在全球范围内被禁用,替代产品主要有无锡自抛光和低表面能防污涂料两大类。
近几年,国内外有关新型防污涂料研究的报道越来越多,涉及到无锡自抛光、可控溶解型、生物防污、化学仿生、纳米缓释、碱性防污、生物酶防污、低表面能、导电防污、结构仿生、荧光防污等诸多技术特征。概括起来,可以归结为释放型防污涂料和非释放型防污涂料两大系列。释放型仍以自抛光或溶解型防污涂料为设计思想,重点研发生物提取物或人工合成仿生的防污剂、以及生物酶和强碱性物质作为防污剂,进而发展纳米缓释等技术更好地实现各种低毒、环保防污剂在涂层中的可控释放,达到有效防污的目的。低表面能、导电防污、结构仿生、荧光防污等非释放型系列防污涂料则依靠涂层特定的物理作用机制达到无毒长效防污的功能。
无毒、节能和高效将成为舰船新型防污涂料的三个重要特性,而要实现三者的完美结合是非常困难的。现有防污涂料的局限性主要表现在:①难以同时实现绿色环保和长期有效防污的双重效果;②涂层结合力较弱,易剥落、破坏而失效;③涂层无法承受较大的机械载荷;④新兴防污涂料技术尚属研发阶段,其实用性及工程化应用中尚有许多实际问题需要解决。针对以上问题,本发明旨在开发一种新型防污涂层的配方及其制备方法,实现防污涂层的环保性、高效性和实用性的结合。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种基于铜镍合金的超疏水防污涂层配方、涂层及其制备方法,以得到一种性能优越的新型超疏水防污涂层。
本发明所采用的技术方案如下:
基于铜镍合金的超疏水防污涂层配方,以质量百分比计,其成分组成为Al2O3粉末:30~70%、TiO2粉末:25~65%、铜镍合金粉末:1~10%。
上述方案中,所述的铜镍合金粉末中Cu与Ni的质量比为6~9:4~1,其中优选Cu、Ni质量比为7:3。
一种基于铜镍合金的超疏水防污涂层,是以上述的配方为原料,采用高焓等离子喷涂而成,其制备方法包括如下步骤:
1)将氧化铝-氧化钛粉末、铜镍合金粉末球磨混合10-15小时,获得均匀的复合粉末;所述的氧化铝-氧化钛粉末的粒度为15-150μm,且复合粉末中以质量百分比计,各成分占比为:Al2O3:30~70%、TiO2:25~65%、铜镍合金:1~10%;
2)将复合粉末平铺,放在保温箱内进行烘干,保温温度为100~120℃,烘干时间为2~4小时;
3)用丙酮或酒精将喷涂基材表面清洗干净,并放于保温箱内35~45℃烘干,除去其表面油渍污物;
4)采用空气动力喷砂方法对上述喷涂基体表面进行除锈和毛化处理,喷砂处理选用30~50目白刚玉或棕刚玉,喷砂时压缩空气的压力为0.3~0.6MPa,喷砂距离为100~150mm,喷砂角度为65°~90°;
5)不喷涂打底层,在喷涂基体表面直接采用髙焓等离子喷涂上述的复合粉末,获得基于铜镍合金的超疏水防污涂层;或者,先采用超音速火焰喷涂或高焓等离子喷涂在喷涂基体表面喷涂上CoCrNiAlY打底层,再采用髙焓等离子喷涂上述的复合粉末,获得基于铜镍合金的超疏水防污涂层。
本发明获得的含有铜镍合金的氧化铝-氧化钛超疏水防污涂层厚度为100-300μm,涂层的孔隙率<5%;涂层的显微硬度>600HV;涂层的拉伸强度≥30MPa;盐雾实验呈现涂层72小时未见明显腐蚀行为;实海挂板试验12个月防污性评定100(依照国家标准GB/T5370-2007《防污漆样板浅海浸泡试验方法》规定进行试验及防污性评定)。
本发明的基于铜镍合金的超疏水防污涂层具有优异的超疏水性能,防污效果显著,对海洋环境无污染,是一种绿色长效的新型防污涂层,并且涂层表面硬度高,与基体材料结合力强,能够承载较大载荷,有效解决了现有涂层易剥落、易磨损等问题。本发明的生产成本低,制备方法工艺可靠,性能稳定,适合在海洋平台、洋流发电、船舶等海洋设施上大规模应用。
以下结合实例对本发明进一步说明。
具体实施方式
本发明实施例中采用的超音速火焰喷涂设备为HV-50型超音速火焰喷涂设备,煤油流量为15~25L/h,煤油压力为1.5~1.7MPa,氧气流量为850~910L/min,氧气压力为1.8~2.1MPa,氮气流量为8~12L/min,氮气压力为0.8~1.2MPa,喷涂距离为360mm~395mm。
本发明实施例中采用高焓等离子喷涂设备为100HE高焓等离子喷涂设备,喷枪功率为80~100kW,氩气流量为200~350SCFH(立方英尺/小时),氮气流量为90~120SCFH(立方英尺/小时),氢气流量为60~120SCFH(立方英尺/小时),送分速率为45~65g/min,喷涂距离100~150mm。
本发明实施例中采用空气动力喷砂方法对喷涂基体表面进行除锈和毛化处理,喷砂处理选用30~50目白刚玉,喷砂时压缩空气的压力为0.3~0.6MPa,喷砂距离为100~150mm,喷砂角度为65°~90°。
本发明实施例中采用在氧化铝-氧化钛粉末中添加铜镍合金粉末(Cu-Ni比例为6~9:4~1)作为喷涂材料,粉末粒度均为15-150μm,其中,Al2O3含量在30~70wt%、TiO2含量在25~65wt%、铜镍合金含量在1~10wt%,并将粉末在球磨机内混合10~15小时,实现复合粉末的均匀化。
本发明实施例中喷涂基体可采用Q345钢。
本发明实施例中喷涂基体可采用DH36钢。
本发明实施例中喷涂基体可采用DH40钢。
实施例1
在粉末粒度为20~45μm的Al2O3-TiO2粉末中添加铜镍合金粉末(Cu与Ni质量比为7:3),并将混合粉末在球磨机内混合12小时,实现复合粉末的均匀化,其中TiO2占40wt%,铜镍合金占3wt%,其余为Al2O3。
将复合粉末平铺,放在保温箱内进行烘干,保温温度为100℃,烘干时间为3小时。
用丙酮将Q345钢喷涂基材表面清洗干净,并放于保温箱内40℃烘干,除去其表面油渍污物。采用上述方式进行喷砂处理。
采用超音速火焰喷涂CoCrNiAlY粉末在上述基材表面作为打底层,煤油流量为21L/h,煤油压力为1.6MPa,氧气流量为900L/min,氧气压力为2.0MPa,氮气流量为10L/min,氮气压力为1.0MPa,喷涂距离为380mm。
再采用高焓等离子喷涂设备喷涂上述的复合粉末,喷枪功率为90kW,氩气流量为210SCFH(立方英尺/小时),氮气流量为115SCFH(立方英尺/小时),氢气流量为120SCFH(立方英尺/小时),送分速率为50g/min,喷涂距离115mm,获得基于铜镍合金的超疏水防污涂层。
上述的超疏水防污涂层厚度为250μm,涂层的孔隙率为2.73%;涂层的平均显微硬度为621HV;涂层的拉伸强度36MPa;盐雾实验72小时未见明显锈蚀点;实海挂板试验12个月防污性评定100(依照国家标准GB/T 5370-2007《防污漆样板浅海浸泡试验方法》规定进行试验及防污性评定)。
实施例2
在粉末粒度为35~70μm的Al2O3-TiO2粉末添加铜镍合金粉末(Cu与Ni质量比为7:3),并将其在球磨机内混合15小时,实现复合粉末的均匀化,其中TiO2占55wt%,铜镍合金占5wt%,其余为Al2O3。
将复合粉末平铺,放在保温箱内进行烘干,保温温度为120℃,烘干时间为2小时。
用酒精将DH36钢喷涂基材表面清洗干净,并放于保温箱内45℃烘干,除去其表面油渍污物。采用上述方式进行喷砂处理。
采用超音速火焰喷涂CoCrNiAlY粉末在上述基材表面制作CoCrNiAlY打底层,煤油流量为21L/h,煤油压力为1.6MPa,氧气流量为900L/min,氧气压力为2.0MPa,氮气流量为10L/min,氮气压力为1.0MPa,喷涂距离为380mm。
再采用高焓等离子喷涂上述的复合粉末,喷枪功率为85kW,氩气流量为200SCFH(立方英尺/小时),氮气流量为100SCFH(立方英尺/小时),氢气流量为105SCFH(立方英尺/小时),送分速率为45g/min,喷涂距离120mm,获得基于铜镍合金的超疏水防污涂层。
本例所得涂层的厚度为270μm,涂层的孔隙率为3.05%;涂层的平均显微硬度为605HV;涂层的拉伸强度35MPa;盐雾实验72小时未见明显锈蚀点;实海挂板试验12个月防污性评定100(依照国家标准GB/T 5370-2007《防污漆样板浅海浸泡试验方法》规定进行试验及防污性评定)。
实施例3
在粉末粒度为25~75μm的Al2O3-TiO2粉末中添加铜镍合金粉末(Cu与Ni质量比为7:3),并将其在球磨机内混合15小时,实现复合粉末的均匀化,其中TiO2占60wt%,铜镍合金占7wt%,其余为Al2O3。
将复合粉末平铺,放在保温箱内进行烘干,保温温度为110℃,烘干时间为3小时。
用酒精将DH40钢喷涂基材表面清洗干净,并放于保温箱内50℃烘干,除去其表面油渍污物。采用上述方式进行喷砂处理。
在上述基材表面采用高焓等离子喷涂上述的复合粉末,喷枪功率为95kW,氩气流量为250SCFH(立方英尺/小时),氮气流量为95SCFH(立方英尺/小时),氢气流量为90SCFH(立方英尺/小时),送分速率为53g/min,喷涂距离110mm,获得基于铜镍合金的超疏水防污涂层。
该涂层厚度为230μm,涂层的孔隙率为3.17%;涂层的平均显微硬度为605HV0.2;涂层的拉伸强度35MPa;盐雾实验72小时未见明显锈蚀点;实海挂板试验12个月防污性评定>100(依照国家标准GB/T 5370-2007《防污漆样板浅海浸泡试验方法》规定进行试验及防污性评定)。
Claims (5)
1.一种基于铜镍合金的超疏水防污涂层配方,其特征在于,以质量百分比计,其成分组成为Al2O3粉末:30~70%、TiO2粉末:25~65%、铜镍合金粉末:1~10%。
2.根据权利要求1所述的基于铜镍合金的超疏水防污涂层配方,其特征在于,所述的铜镍合金粉末中Cu与Ni的质量比为6~9:4~1。
3.根据权利要求2所述的基于铜镍合金的超疏水防污涂层配方,其特征在于,所述的铜镍合金粉末中Cu与Ni质量比为7:3。
4.一种基于铜镍合金的超疏水防污涂层,其特征在于,该涂层是以如权利要求1所述的配方为原料,采用高焓等离子喷涂而成。
5.制备如权利要求4所述的基于铜镍合金的超疏水防污涂层的方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)将氧化铝-氧化钛粉末、铜镍合金粉末球磨混合10-15小时,获得均匀的复合粉末;所述的氧化铝-氧化钛粉末的粒度为15-150μm,且复合粉末中以质量百分比计,各成分占比为:Al2O3:30~70%、TiO2:25~65%、铜镍合金:1~10%;
2)将复合粉末平铺,放在保温箱内进行烘干,保温温度为100~120℃,烘干时间为2~4小时;
3)用丙酮或酒精将喷涂基材表面清洗干净,并放于保温箱内35~45℃烘干,除去其表面油渍污物;
4)采用空气动力喷砂方法对上述喷涂基体表面进行除锈和毛化处理,喷砂处理选用30~50目白刚玉或棕刚玉,喷砂时压缩空气的压力为0.3~0.6MPa,喷砂距离为100~150mm,喷砂角度为65°~90°;
5)不喷涂打底层,在喷涂基体表面直接采用髙焓等离子喷涂上述的复合粉末,获得基于铜镍合金的超疏水防污涂层;或者,先采用超音速火焰喷涂或高焓等离子喷涂在喷涂基体表面喷涂上CoCrNiAlY打底层,再采用髙焓等离子喷涂上述的复合粉末,获得基于铜镍合金的超疏水防污涂层。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201511024222.8A CN105568206B (zh) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | 一种基于铜镍合金的超疏水防污涂层配方、涂层及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201511024222.8A CN105568206B (zh) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | 一种基于铜镍合金的超疏水防污涂层配方、涂层及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105568206A CN105568206A (zh) | 2016-05-11 |
CN105568206B true CN105568206B (zh) | 2018-05-01 |
Family
ID=55878817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201511024222.8A Active CN105568206B (zh) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | 一种基于铜镍合金的超疏水防污涂层配方、涂层及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105568206B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108189992B (zh) * | 2018-02-24 | 2023-05-09 | 济南大学 | 钻井平台推进器 |
CN110055485B (zh) * | 2019-04-30 | 2021-03-12 | 国网宁夏电力有限公司 | 一种电力线表面疏水陶瓷涂层及其制备方法 |
CN110791723B (zh) * | 2019-11-28 | 2022-05-03 | 河南科技大学 | 一种耐磨高温疏水Cr3C2-NiCr涂层及其制备方法、工件 |
CN112609148B (zh) * | 2020-12-09 | 2022-11-01 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局 | 一种新型输电铁塔用材Ni-Cu-AT13涂层的制备方法及Ni-Cu-AT13涂层 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101909435A (zh) * | 2008-01-18 | 2010-12-08 | 贝卡尔特股份有限公司 | 具有高抗拉强度钢丝的水产养殖网 |
CN102191500A (zh) * | 2011-04-07 | 2011-09-21 | 周建奇 | 一种防止海洋生物污损的复合涂层及其喷涂方法 |
CN102336256A (zh) * | 2011-05-27 | 2012-02-01 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种防止船舶螺旋桨腐蚀和海生物污损的方法 |
CN104480423A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-04-01 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种利用超音速电弧喷涂制备超疏水涂层的方法 |
-
2015
- 2015-12-30 CN CN201511024222.8A patent/CN105568206B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101909435A (zh) * | 2008-01-18 | 2010-12-08 | 贝卡尔特股份有限公司 | 具有高抗拉强度钢丝的水产养殖网 |
CN102191500A (zh) * | 2011-04-07 | 2011-09-21 | 周建奇 | 一种防止海洋生物污损的复合涂层及其喷涂方法 |
CN102336256A (zh) * | 2011-05-27 | 2012-02-01 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种防止船舶螺旋桨腐蚀和海生物污损的方法 |
CN104480423A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-04-01 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种利用超音速电弧喷涂制备超疏水涂层的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105568206A (zh) | 2016-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105568206B (zh) | 一种基于铜镍合金的超疏水防污涂层配方、涂层及其制备方法 | |
CN105463359B (zh) | 耐高温耐磨损抗腐蚀抗汽蚀的镍铬-碳化铬复合粉末、涂层及其制备方法 | |
CN102115836B (zh) | 一种MCrAlY合金体系的高温防护涂层及制备方法 | |
CN105648296B (zh) | 一种含Re的抗高温碳化钨基金属陶瓷复合粉末、涂层及其制备工艺 | |
CN102716849B (zh) | 一种应用于钒电池电解液中铝合金的防护方法 | |
CN104162662A (zh) | 表面改性的非晶合金粉末、制备方法及利用其制备的涂层 | |
CN107841702B (zh) | 一种粉芯丝材及制备抗腐蚀、冲蚀热喷涂金属涂层的方法 | |
CN107814579B (zh) | 一种超疏水纳米陶瓷材料及其形成的涂层 | |
CN107541133A (zh) | 石墨烯/陶瓷颗粒协同改性环氧树脂涂料、其制法及应用 | |
CN107164716B (zh) | 一种粉芯丝材及制备高速电弧喷涂层的方法 | |
CN105545957A (zh) | 一种舵销轴承的防腐处理方法 | |
CN112080716A (zh) | 一种疏水的抗腐蚀涂层材料及其制备方法 | |
CN102627875A (zh) | 一种环保型耐超高温无机涂料及制备方法与应用 | |
CN108610784A (zh) | 一种粉末冶金金属表面的防腐层及其制备方法 | |
CN107201491A (zh) | 一种钻井隔水套管电弧喷涂防护涂层的制备方法 | |
CN105132852A (zh) | 一种火焰喷涂制备Al/Al2O3多功能涂层的方法 | |
CN102424968B (zh) | 一种高强度钢抗腐蚀防护涂层的制备方法 | |
CN109182946B (zh) | 一种用于水利液压启闭机活塞杆的耐磨耐蚀耐中高温涂层的组合物、涂层及其制备方法 | |
CN100523103C (zh) | 一种基于高炉粉尘制备耐磨耐腐蚀涂料的方法 | |
CN107674473A (zh) | 一种钢结构表面用高固体分防腐涂料及其喷涂方法 | |
CN109652754B (zh) | 一种镁合金表面防腐涂层的制备方法 | |
TW201418376A (zh) | 防止海洋生物污損的複合塗層及其噴塗方法 | |
CN101623687A (zh) | 一种金属表面的电镀工艺及加工出的金属管 | |
CN108070283A (zh) | 一种氧化石墨烯阻燃涂料 | |
CN104164185A (zh) | 一种海洋环境防腐锰基涂层 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |