CN105602356B - 耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层及其制备方法和应用，该离心泵叶轮涂层，包括基层涂料与表层涂料，所述基层涂料由以下按照重量份的原料组成：双飞粉11‑15份、氧化铝3‑8份、环氧硬脂酸辛酯20‑27份、纳米硫酸钡10‑16份、二甲基甲酰胺8‑13份；所述表层涂料由以下按照重量份的原料组成：二氧化硅5‑9份、硅酸锆3‑8份、环氧树脂18‑25份、氯化石蜡14‑20份、聚丙烯树脂20‑27份、氢氧化钴5‑10份。将基层涂料中的各原料放入球磨机内球磨、过筛、超声振荡即得基层涂料；将表层涂料中除氯化石蜡的原料球磨、过筛；再加入氯化石蜡超声振荡、热处理即得表层涂料。本发明离心泵叶轮的耐腐蚀与耐磨擦性能，延长使用寿命，生产过程稳定可靠，涂层施工成本降低，施工方便。
Description
技术领域
本发明涉及离心泵技术领域，具体是耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层及其制备方法和应用。
背景技术
离心泵是利用叶轮旋转而使水发生离心运动来工作的。水泵在启动前，必须使泵壳和吸水管内充满水，然后启动电机，使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动，水发生离心运动，被甩向叶轮外缘，经蜗形泵壳的流道流入水泵的压水管路。离心泵的基本构造是由六部分组成的分别是叶轮，泵体，泵轴，轴承，密封环，填料函。叶轮是离心泵的核心部分，它转速高出力大，叶轮上的叶片又起到主要作用，叶轮在装配前要通过静平衡实验。叶轮上的内外表面要求光滑，以减少水流的摩擦损失。
为了减少叶轮上腐蚀的损失，采用涂料保护。而目前金属涂料技术存在耐腐蚀时效短、抗冲击性能弱、耐磨性能差等问题限制了其快速发展。目前也有公开一些可防腐蚀耐磨的涂料，然而现有技术一般只公开涂层的一种基层涂料或是面层涂料，往往忽视了不同基层涂料和面层涂料之间的结合问题。不同基层涂料和面层涂料使用的原料不同，两者之间相互结合的紧密程度不同。
发明内容
本发明的目的在于提供生产过程稳定可靠、施工成本降低、施工方便的耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层，包括基层涂料与表层涂料，所述基层涂料由以下按照重量份的原料组成：双飞粉11-15份、氧化铝3-8份、环氧硬脂酸辛酯20-27份、纳米硫酸钡10-16份、二甲基甲酰胺8-13份；所述表层涂料由以下按照重量份的原料组成：二氧化硅5-9份、硅酸锆3-8份、环氧树脂18-25份、氯化石蜡14-20份、聚丙烯树脂20-27份、氢氧化钴5-10份。
作为本发明进一步的方案：所述耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层，包括基层涂料与表层涂料，所述基层涂料由以下按照重量份的原料组成：双飞粉12-14份、氧化铝4-6份、环氧硬脂酸辛酯22-25份、纳米硫酸钡12-14份、二甲基甲酰胺10-12份；所述表层涂料由以下按照重量份的原料组成：二氧化硅6-8份、硅酸锆5-7份、环氧树脂20-23份、氯化石蜡16-18份、聚丙烯树脂22-25份、氢氧化钴6-8份。
作为本发明进一步的方案：所述耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层，包括基层涂料与表层涂料，所述基层涂料由以下按照重量份的原料组成：双飞粉13份、氧化铝5份、环氧硬脂酸辛酯24份、纳米硫酸钡13份、二甲基甲酰胺11份；所述表层涂料由以下按照重量份的原料组成：二氧化硅7份、硅酸锆6份、环氧树脂21份、氯化石蜡17份、聚丙烯树脂23份、氢氧化钴7份。
所述耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层的制备方法，由以下步骤组成：
基层涂料的制备：将双飞粉、氧化铝、环氧硬脂酸辛酯、纳米硫酸钡、二甲基甲酰胺按重量份放入球磨机内，并按与上述组合物原料：球石重量比为1：3-3.2的比例混合球磨28-30h，过350目筛，制得混合物料A；将混合物料A在60-65℃下超声振荡25-30min后即得基层涂料；
表层涂料的制备：将二氧化硅、硅酸锆、环氧树脂、聚丙烯树脂、氢氧化钴按重量份放入球磨机内，并按与上述组合物原料：球石：水的重量比为1：3-3.2：0.8-0.9的比例加水，并混合球磨28-30h，过350目筛，制得混合物料B；然后将氯化石蜡置入混合物料B中，然后在60-65℃下超声振荡25-30min，然后在71-74℃的温度下搅拌30-45min，降至室温即得表层涂料。
所述涂层用于制备离心泵叶轮的表面涂料中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明涂层的基层涂料与离心泵叶轮、基层涂料与表层涂料结合紧密，提高了离心泵叶轮的耐腐蚀与耐磨擦性能，可保护离心泵叶轮避免受到王水、硫酸、氢氧化钠、氢氟酸等强酸强碱的腐蚀，同时为离心泵叶轮提供耐磨擦、抗冲击、高附着力的保护层，延长离心泵的使用寿命，本发明制备工艺容易掌握，生产过程稳定可靠，涂层施工成本降低，施工方便。
附图说明
图1是离心泵叶轮的结构图；
图2是图1的剖面图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层，包括基层涂料与表层涂料，所述基层涂料由以下按照重量份的原料组成：双飞粉11份、氧化铝3份、环氧硬脂酸辛酯20份、纳米硫酸钡10份、二甲基甲酰胺8份；所述表层涂料由以下按照重量份的原料组成：二氧化硅5份、硅酸锆3份、环氧树脂18份、氯化石蜡14份、聚丙烯树脂20份、氢氧化钴5份。
所述耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层的制备方法，由以下步骤组成：
所述基层涂料的制备：将双飞粉、氧化铝、环氧硬脂酸辛酯、纳米硫酸钡、二甲基甲酰胺按重量份放入球磨机内，并按与上述组合物原料：球石重量比为1：3的比例混合球磨30h，过350目筛，制得混合物料A；将混合物料A在60℃下超声振荡25min后即得基层涂料。
表层涂料的制备：将二氧化硅、硅酸锆、环氧树脂、聚丙烯树脂、氢氧化钴按重量份放入球磨机内，并按与上述组合物原料：球石：水的重量比为1：3：0.8的比例加水，并混合球磨30h，过350目筛，制得混合物料B；然后将氯化石蜡置入混合物料B中，然后在60℃下超声振荡25min，然后在71℃的温度下搅拌30min，降至室温即得表层涂料。
实施例2
本发明实施例中，耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层，包括基层涂料与表层涂料，所述基层涂料由以下按照重量份的原料组成：双飞粉15份、氧化铝8份、环氧硬脂酸辛酯27份、纳米硫酸钡16份、二甲基甲酰胺13份；所述表层涂料由以下按照重量份的原料组成：二氧化硅9份、硅酸锆8份、环氧树脂25份、氯化石蜡20份、聚丙烯树脂27份、氢氧化钴10份。
所述耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层的制备方法，由以下步骤组成：
所述基层涂料的制备：将双飞粉、氧化铝、环氧硬脂酸辛酯、纳米硫酸钡、二甲基甲酰胺按重量份放入球磨机内，并按与上述组合物原料：球石重量比为1：3.2的比例混合球磨28h，过350目筛，制得混合物料A；将混合物料A在65℃下超声振荡30min后即得基层涂料。
表层涂料的制备：将二氧化硅、硅酸锆、环氧树脂、聚丙烯树脂、氢氧化钴按重量份放入球磨机内，并按与上述组合物原料：球石：水的重量比为1：3.2：0.9的比例加水，并混合球磨28h，过350目筛，制得混合物料B；然后将氯化石蜡置入混合物料B中，然后在65℃下超声振荡30min，然后在74℃的温度下搅拌45min，降至室温即得表层涂料。
实施例3
本发明实施例中，耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层，包括基层涂料与表层涂料，所述基层涂料由以下按照重量份的原料组成：双飞粉12份、氧化铝4份、环氧硬脂酸辛酯22份、纳米硫酸钡12份、二甲基甲酰胺10份；所述表层涂料由以下按照重量份的原料组成：二氧化硅6份、硅酸锆5份、环氧树脂20份、氯化石蜡16份、聚丙烯树脂22份、氢氧化钴6份。
所述耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层的制备方法，由以下步骤组成：
所述基层涂料的制备：将双飞粉、氧化铝、环氧硬脂酸辛酯、纳米硫酸钡、二甲基甲酰胺按重量份放入球磨机内，并按与上述组合物原料：球石重量比为1：3.1的比例混合球磨29h，过350目筛，制得混合物料A；将混合物料A在62℃下超声振荡28min后即得基层涂料。
表层涂料的制备：将二氧化硅、硅酸锆、环氧树脂、聚丙烯树脂、氢氧化钴按重量份放入球磨机内，并按与上述组合物原料：球石：水的重量比为1：3.1：0.85的比例加水，并混合球磨29h，过350目筛，制得混合物料B；然后将氯化石蜡置入混合物料B中，然后在62℃下超声振荡28min，然后在72℃的温度下搅拌38min，降至室温即得表层涂料。
实施例4
本发明实施例中，耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层，包括基层涂料与表层涂料，所述基层涂料由以下按照重量份的原料组成：双飞粉14份、氧化铝6份、环氧硬脂酸辛酯25份、纳米硫酸钡14份、二甲基甲酰胺12份；所述表层涂料由以下按照重量份的原料组成：二氧化硅8份、硅酸锆7份、环氧树脂23份、氯化石蜡18份、聚丙烯树脂25份、氢氧化钴8份。
制备过程与实施例3一致。
实施例5
本发明实施例中，耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层，包括基层涂料与表层涂料，所述基层涂料由以下按照重量份的原料组成：双飞粉13份、氧化铝5份、环氧硬脂酸辛酯24份、纳米硫酸钡13份、二甲基甲酰胺11份；所述表层涂料由以下按照重量份的原料组成：二氧化硅7份、硅酸锆6份、环氧树脂21份、氯化石蜡17份、聚丙烯树脂23份、氢氧化钴7份。
制备过程与实施例3一致。
将上述实施例1-5制得的基层涂料与表层涂料用于如图1-2所示的离心泵叶轮的表面涂装。首先是基层涂料的涂装，基层涂料采用电晕放电式静电粉末喷枪均匀喷涂后烘烤，烘烤温度为350℃。基层涂料烘烤完毕无需冷却即可进行表层涂料喷涂，喷涂方式和烘烤温度与基层相同，可增加表层的涂装次数以满足离心泵叶轮表面使用的需要。
试验例1耐腐蚀试验
按照本发明实施例5制得的涂层按照GB/T17657-1999“人造板及饰面人造板理化性能试验方法”(4.36表面耐污染性能测定——方法1中室温24h测试条件)进行检验，该方法是用于确定试件表面与常用的引起污染的材料接触并清洗后试件表面的变化。结果如表1所示。
表1
由表1可知，王水、硫酸、氢氧化钠、氢氟酸等试验材料均未对本发明离心泵叶轮涂层试件表面造成明显的变化，评价为1级，耐腐蚀性能最好，可避免王水、硫酸、氢氧化钠、氢氟酸等强酸强碱等的腐蚀。
试验例2耐磨试验
按照本发明实施例1～5的基层涂料和表层涂料喷涂于离心泵叶轮的表面形成的涂层按照GB5237.4-2008条款5.4.9及附录A进行落砂磨耗测试。同时还将实施例5的基层涂料涂于离心泵叶轮的表面形成的涂层作为对比例1，将实施例5的表层涂料涂于离心泵叶轮的表面形成的涂层作为对比例2。
磨耗值(L/μm)＝落砂体积(L)/涂膜厚度(μm)，磨耗值越高，涂层的耐磨性越好。
测试条件：
磨砂：标准砂
落砂速率：16s-18s/2L
测试结果如表2所示：
表2
| 项目 | 涂膜厚度(μm) | 落砂体积(L) | 磨耗值(L/μm) |
| 实施例1 | 183.5 | 425 | 2.3 |
| 实施例2 | 168.7 | 411 | 2.4 |
| 实施例3 | 173.5 | 456 | 2.6 |
| 实施例4 | 178.6 | 479 | 2.7 |
| 实施例5 | 195.7 | 589 | 3.0 |
| 对比例1 | 138.6 | 89 | 0.6 |
| 对比例2 | 169.4 | 156 | 0.9 |
由表2可知，本发明离心泵叶轮涂层耐磨擦性能好，实施例3-5的涂层耐磨性较好，尤其以实施例5的涂层耐磨性最佳，涂膜厚度为195.7μm时，磨耗值达3.0L/μm，显著优于实施例1-4的涂层。对比例1-2与实施例5相比较可知，本发明是在基层涂料和表层涂料的配合作用下方能使其耐磨性好。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层，包括基层涂料与表层涂料，其特征在于，所述基层涂料由以下按照重量份的原料组成：双飞粉11-15份、氧化铝3-8份、环氧硬脂酸辛酯20-27份、纳米硫酸钡10-16份、二甲基甲酰胺8-13份；所述表层涂料由以下按照重量份的原料组成：二氧化硅5-9份、硅酸锆3-8份、环氧树脂18-25份、氯化石蜡14-20份、聚丙烯树脂20-27份、氢氧化钴5-10份。
2.根据权利要求1所述的耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层，其特征在于，所述基层涂料由以下按照重量份的原料组成：双飞粉12-14份、氧化铝4-6份、环氧硬脂酸辛酯22-25份、纳米硫酸钡12-14份、二甲基甲酰胺10-12份；所述表层涂料由以下按照重量份的原料组成：二氧化硅6-8份、硅酸锆5-7份、环氧树脂20-23份、氯化石蜡16-18份、聚丙烯树脂22-25份、氢氧化钴6-8份。
3.根据权利要求2所述的耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层，其特征在于，所述基层涂料由以下按照重量份的原料组成：双飞粉13份、氧化铝5份、环氧硬脂酸辛酯24份、纳米硫酸钡13份、二甲基甲酰胺11份；所述表层涂料由以下按照重量份的原料组成：二氧化硅7份、硅酸锆6份、环氧树脂21份、氯化石蜡17份、聚丙烯树脂23份、氢氧化钴7份。
4.如权利要求1-3任一所述的耐磨耐腐蚀的离心泵叶轮涂层的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：
基层涂料的制备：将双飞粉、氧化铝、环氧硬脂酸辛酯、纳米硫酸钡、二甲基甲酰胺按重量份放入球磨机内，并按与上述组合物原料：球石重量比为1：3-3.2的比例混合球磨28-30h，过350目筛，制得混合物料A；将混合物料A在60-65℃下超声振荡25-30min后即得基层涂料；
表层涂料的制备：将二氧化硅、硅酸锆、环氧树脂、聚丙烯树脂、氢氧化钴按重量份放入球磨机内，并按与上述组合物原料：球石：水的重量比为1：3-3.2：0.8-0.9的比例加水，并混合球磨28-30h，过350目筛，制得混合物料B；然后将氯化石蜡置入混合物料B中，然后在60-65℃下超声振荡25-30min，然后在71-74℃的温度下搅拌30-45min，降至室温即得表层涂料。
5.如权利要求1-3任一所述的离心泵叶轮涂层在制备离心泵叶轮的表面涂料中的应用。
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