CN108485323A - 一种涂层材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涂层材料及其制备方法，该涂层材料由下列原料混合搅拌均匀而制成，各原料的质量百分比为：锌粉24‑30%、稀土改性铝青铜合金粉2‑6%、硝酸锰6‑10%、丙三醇20‑25%、磷酸一酯0.02‑0.05%、十二烷基苯磺酸钙1‑5%、稀土改性陶瓷材料粉3‑6%，其余为水，其中，锌粉的平均粒径为10‑15微米，稀土改性铝青铜合金粉的平均粒度均为8～12微米，稀土改性陶瓷材料粉体粒径达到5‑10微米。本发明涂层材料，具有好的附着力和不透水性，同时具有良好的稳定性和实用性,可广泛应用于钢材领域等。本发明制备方法较简单，生产成本低，适合于工业化生产。

Description

一种涂层材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体说是一种涂层材料及其制备方法。
背景技术
中国专利文献CN107163694A公开了一种防水达克罗涂料的制备方法，先将铝粉、锌粉、硅酸钙和膨润土分散于去离子水中，得到混合液一；再将热塑性丁苯橡胶、丙烯酸树脂、异辛基油酸酯和乙烯－醋酸乙烯共聚物搅拌混合，得到混合物；最后将混合物加入到混合液一中，加入偶联剂、助剂和润滑剂，在回流容器中加热至沸腾回流一定时间，降至室温，得到防水达克罗涂料。但是附着性能以及防水性不理想。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种涂层材料及其制备方法。
本发明的另一目的是提供一种涂层材料的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种涂层材料该涂层材料由下列原料混合搅拌均匀而制成，各原料的质量百分比为：锌粉24-30%、稀土改性铝青铜合金粉2-6%、硝酸锰6-10%、丙三醇20-25%、磷酸一酯0.02-0.05%、十二烷基苯磺酸钙1-5%、稀土改性陶瓷材料粉3-6%，其余为水，其中，锌粉的平均粒径为10-15微米，稀土改性铝青铜合金粉的平均粒度均为8～12微米，稀土改性陶瓷材料粉体粒径达到5-10微米。
本发明进一步的设计方案中，上述稀土改性铝青铜合金粉的成分的重量百分含量为：Al 8-10％、Mn1.5-2.5％、Nd 0. 04～0.0 8％、 Sm 0.05～0.09％、Ge0.03～0.06％、铜余量。
本发明进一步的设计方案中，上述稀土改性陶瓷材料粉中各成分的重量百分含量为：Al2O3 20-25％、Fe2O3 1-3％、CaO 0.5-2％、 MgO 2-4％、K2O 1-3％、Na2O 0.1-0.5％、Nd2O3 0.1-0.5％、Yb2O3 0.1-0.5％、Re2O7 0.001-0.005％，其余SiO2。
上述的涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
1）制备稀土改性铝青铜合金，先将铝青铜合金QA19-2废料放入温度为35-55℃、浓度为0.5－1%的碳酸钾碱液中处理0.5-1小时；冲洗烘干后放入感应炉中在1250～1290℃温度下进行熔炼，熔炼过程中加入Nd、Sm、Ge物质及调整QA19-2涉及的相应元素，使得最终合金液体中成分为合金液体的成分为Al 8-10％、Mn1.5-2.5％、Nd 0. 04～0.0 8％、 Sm 0.05～0.09％、Ge0.03～0.06％、铜余量；得到合金液体；将合金液体雾化成平均粒度均为8～12μm的合金粉末，得到稀土改性铝青铜合金粉。
2）制备稀土改性陶瓷材料粉，按照重量百分比为Al2O3 20-25％、Fe2O3 1-3％、CaO0.5-2％、 MgO 2-4％、K2O 1-3％、Na2O 0.1-0.5％、Nd2O3 0.1-0.5％、Yb2O3 0.1-0.5％、Re2O7 0.001-0.005％，其余SiO2进行配料，各原料纯度均大于99.9％；将各原料在砂磨机中进行混合和破碎，而后将粉料在120-130℃下烘干，烘干后再过190-220目筛网，然后放入烧结炉中在1130-1200 ℃温度下进行烧结，最后将烧结产物在研磨机中研磨成粉体粒径为5-10微米的稀土改性陶瓷材料粉。
3）制造涂层材料，以重量百分比为锌粉24-30%、稀土改性铝青铜合金粉2-6%、硝酸锰6-10%、丙三醇20-25%、磷酸一酯0.02-0.05%、十二烷基苯磺酸钙1-5%、稀土改性陶瓷材料粉3-6%，其余为水进行配料混合，在容器中搅拌均匀即形成涂层材料。
步骤1中将合金液体雾化成合金粉末的具体工艺条件为：雾化气体压力为5-8MPa；液态金属流体流量为2-4kg/min；合金液体注入温度为1210～1240℃；雾化角为30度。
本发明具有以下突出的有益效果：
本发明的涂层材料中加入磷酸一酯，使分散好的金属粉末在涂液中稳定存在，金属粉末与非金属材料粉末交叠，提高了密实度，改善了透水性。用稀土改性的铝青铜合金粉与陶瓷材料粉，可在溶液中均匀分布，因此也改善了涂层的附着能力。涂料中锌粉、稀土改性铝青铜合金粉与稀土改性陶瓷材料粉相互叠加构成涂层，使腐蚀路线则曲折延长，提高了材料耐蚀性。涂料中不仅有锌，而且还含有耐蚀能力更强的稀土改性铝青铜合金粉，使涂层具有双金属防护能力，减缓锌的消耗速度，保护能力更强。稀土改性陶瓷材料具有良好的耐磨性，因此保证了涂层的硬度。本发明涂层材料，具有好的附着力和不透水性，同时具有良好的稳定性和实用性,可广泛应用于钢材领域等。本发明制备方法较简单，生产成本低，适合于工业化生产。
附图说明
图1是实施例1中涂层材料显微镜下组织图片。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例 1
一种涂层材料，由下列原料混合搅拌均匀而制成，各原料的质量百分比为：锌粉24%、稀土改性铝青铜合金粉2%、硝酸锰6%、丙三醇20%、磷酸一酯0.02%、十二烷基苯磺酸钙1%、稀土改性陶瓷材料粉3%，其余为水，其中，锌粉的平均粒径为10-15微米，稀土改性铝青铜合金粉的成分的重量百分含量为：Al 8％、Mn1.5％、Nd 0. 04％、 Sm 0.05％、Ge0.03％、铜余量，平均粒度均为8～12微米；稀土改性陶瓷材料粉中各成分的重量百分含量为：Al2O3 20％、Fe2O3 1％、CaO 0.5％、 MgO 2％、K2O 1％、Na2O 0.1％、Nd2O3 0.1％、Yb2O3 0.1％、Re2O70.001％，其余SiO2，稀土改性陶瓷材料粉体粒径达到5-10微米。
涂层材料的制备方法具体包括以下步骤：
1）制备稀土改性铝青铜合金，先将铝青铜合金QA19-2废料放入温度为35-55℃、浓度为0.5－1%的碳酸钾碱液中处理0.5-1小时；冲洗烘干后放入感应炉中在1250～1290℃温度下进行熔炼，熔炼过程中加入Nd、Sm、Ge物质及调整QA19-2涉及的相应元素，使得最终合金液体中成分为合金液体的成分为：Al 8％、Mn1.5％、Nd 0. 04％、 Sm 0.05％、Ge0.03％、铜余量；得到合金液体；将合金液体雾化成平均粒度均为8～12μm的合金粉末，得到稀土改性铝青铜合金粉； 雾化气体压力为5-8MPa；液态金属流体流量为2-4kg/min；合金液体注入温度为1210～1240℃；雾化角为30度。
2）制备稀土改性陶瓷材料粉，按照重量百分比为Al2O3 20％、Fe2O3 1％、CaO0.5％、 MgO 2％、K2O 1％、Na2O 0.1％、Nd2O3 0.1％、Yb2O3 0.1％、Re2O7 0.001％，其余SiO2进行配料，各原料纯度均大于99.9％；将各原料在砂磨机中进行混合和破碎，而后将粉料在120-130℃下烘干，烘干后再过190-220目筛网，然后放入烧结炉中在1130-1200 ℃温度下进行烧结，最后将烧结产物在研磨机中研磨成粉体粒径为5-10微米的稀土改性陶瓷材料粉.
3）制造涂层材料，以重量百分比为锌粉24-30%、稀土改性铝青铜合金粉2-6%、硝酸锰6-10%、丙三醇20-25%、磷酸一酯0.02-0.05%、十二烷基苯磺酸钙1-5%、稀土改性陶瓷材料粉3-6%，其余为水进行配料混合，在容器中搅拌均匀即形成涂层材料。
得到的涂层材料在显微镜下的组织图片见附图1，可见组织均匀致密。经检测涂层材料的附着力为6.8MPa，不透水性为0.75MPa。这两项性能均好于中国专利文献CN107163694A中防水达克罗涂料的6.2-6.5MPa和0.5-0.7MPa性能指标。
实施例2
本实施例中，除了涂层材料的原料质量百分含量以及其中的稀土改性铝青铜合金和稀土改性陶瓷材料粉成分含量不同外，其余及制备方法与实施例1相同。
本实施例中，涂层材料各原料的质量百分比为：锌粉27%、稀土改性铝青铜合金粉4%、硝酸锰8%、丙三醇23%、磷酸一酯0.04%、十二烷基苯磺酸钙3%、稀土改性陶瓷材料粉5%，其余为水。
稀土改性铝青铜合金粉的成分的重量百分含量为：Al 9％、Mn1.9％、Nd 0. 06％、Sm 0.07％、Ge0.05％、铜余量。
稀土改性陶瓷材料粉中各成分的重量百分含量为：Al2O3 23％、Fe2O3 2％、CaO0.9％、 MgO 3％、K2O 2％、Na2O 0.3％、Nd2O3 0.3％、Yb2O3 0.3％、Re2O7 0.003％，其余SiO2。
经检测涂层材料的附着力为7.1MPa，不透水性为0.81MPa。
实施例3
本实施例中，除了涂层材料的原料质量百分含量以及其中的稀土改性铝青铜合金和稀土改性陶瓷材料粉成分含量不同外，其余及制备方法与实施例1相同。
本实施例中，涂层材料各原料的质量百分比为：锌粉30%、稀土改性铝青铜合金粉6%、硝酸锰10%、丙三醇25%、磷酸一酯0.05%、十二烷基苯磺酸钙5%、稀土改性陶瓷材料粉6%，其余为水。
稀土改性铝青铜合金粉的成分的重量百分含量为：Al 10％、Mn2.5％、Nd 0.08％、 Sm 0.09％、Ge0.06％、铜余量。
稀土改性陶瓷材料粉中各成分的重量百分含量为：Al2O3 25％、Fe2O33％、CaO2％、 MgO 4％、K2O 3％、Na2O 0.5％、Nd2O3 0.5％、Yb2O3 0.5％、Re2O7 0.005％，其余SiO2。
经检测涂层材料的附着力为7.0MPa，不透水性为0.78MPa。
实施例4
本实施例中，除了涂层材料的原料质量百分含量以及其中的稀土改性铝青铜合金和稀土改性陶瓷材料粉成分含量不同外，其余及制备方法与实施例1相同。
本实施例中，涂层材料各原料的质量百分比为：锌粉22%、稀土改性铝青铜合金粉1%、硝酸锰5%、丙三醇17%、磷酸一酯0.01%、十二烷基苯磺酸钙0.8%、稀土改性陶瓷材料粉2%，其余为水。
稀土改性铝青铜合金粉的成分的重量百分含量为：Al6％、Mn1％、Nd 0. 02％、 Sm0.04％、Ge0.02％、铜余量。
稀土改性陶瓷材料粉中各成分的重量百分含量为：Al2O3 18％、Fe2O3 0.7％、CaO0.4％、 MgO 1％、K2O 0.8％、Na2O 0.08％、Nd2O3 0.075％、Yb2O3 0.06％、Re2O7 0.0008％，其余SiO2。
经检测涂层材料的附着力为6.5MPa，不透水性为0.73MPa。可知，该实施例得到的涂层材料的性能力低于实施例1-3的涂层材料的性能。
实施例5
本实施例中，除了涂层材料的原料质量百分含量以及其中的稀土改性铝青铜合金和稀土改性陶瓷材料粉成分含量不同外，其余及制备方法与实施例1相同。
本实施例中，涂层材料各原料的质量百分比为：锌粉33%、稀土改性铝青铜合金粉7%、硝酸锰12%、丙三醇27%、磷酸一酯0.06%、十二烷基苯磺酸钙6%、稀土改性陶瓷材料粉8%，其余为水。
稀土改性铝青铜合金粉的成分的重量百分含量为：Al 11％、Mn 3％、Nd 0. 09％、Sm 0.12％、Ge0.08％、铜余量。
稀土改性陶瓷材料粉中各成分的重量百分含量为：Al2O3 27％、Fe2O3 5％、CaO3％、 MgO 5％、K2O 4％、Na2O 0.7％、Nd2O3 0.75％、Yb2O3 0.6％、Re2O7 0.007％，其余SiO2。
经检测涂层材料的附着力为6.6MPa，不透水性为0.74MPa。。可知，该实施例得到的涂层材料的性能力低于实施例1-3的涂层材料的性能。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种涂层材料，其特征在于，该涂层材料由下列原料混合搅拌均匀而制成，各原料的质量百分比为：锌粉24-30%、稀土改性铝青铜合金粉2-6%、硝酸锰6-10%、丙三醇20-25%、磷酸一酯0.02-0.05%、十二烷基苯磺酸钙1-5%、稀土改性陶瓷材料粉3-6%，其余为水，其中，锌粉的平均粒径为10-15微米，稀土改性铝青铜合金粉的平均粒度均为8～12微米，稀土改性陶瓷材料粉体粒径达到5-10微米。
2.根据权利要求1所述的涂层材料，其特征在于，所述稀土改性铝青铜合金粉的成分的重量百分含量为：Al 8-10％、Mn1.5-2.5％、Nd 0. 04～0.0 8％、 Sm 0.05～0.09％、Ge0.03～0.06％、铜余量。
3.根据权利要求1所述的涂层材料，其特征在于，所述稀土改性陶瓷材料粉中各成分的重量百分含量为：Al2O3 20-25％、Fe2O3 1-3％、CaO 0.5-2％、 MgO 2-4％、K2O 1-3％、Na2O0.1-0.5％、Nd2O3 0.1-0.5％、Yb2O3 0.1-0.5％、Re2O7 0.001-0.005％，其余SiO2。
4.权利要求1所述的涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
1）制备稀土改性铝青铜合金，先将铝青铜合金QA19-2废料放入温度为35-55℃、浓度为0.5－1%的碳酸钾碱液中处理0.5-1小时；冲洗烘干后放入感应炉中在1250～1290℃温度下进行熔炼，熔炼过程中加入Nd、Sm、Ge物质及调整QA19-2涉及的相应元素，使得最终合金液体中成分为合金液体的成分为Al 8-10％、Mn1.5-2.5％、Nd 0. 04～0.0 8％、 Sm 0.05～0.09％、Ge0.03～0.06％、铜余量；得到合金液体；将合金液体雾化成平均粒度均为8～12μm的合金粉末，得到稀土改性铝青铜合金粉；
2）制备稀土改性陶瓷材料粉，按照重量百分比为Al2O3 20-25％、Fe2O3 1-3％、CaO 0.5-2％、 MgO 2-4％、K2O 1-3％、Na2O 0.1-0.5％、Nd2O3 0.1-0.5％、Yb2O3 0.1-0.5％、Re2O70.001-0.005％，其余SiO2进行配料，各原料纯度均大于99.9％；将各原料在砂磨机中进行混合和破碎，而后将粉料在120-130℃下烘干，烘干后再过190-220目筛网，然后放入烧结炉中在1130-1200 ℃温度下进行烧结，最后将烧结产物在研磨机中研磨成粉体粒径为5-10微米的稀土改性陶瓷材料粉；
3）制造涂层材料，以重量百分比为锌粉24-30%、稀土改性铝青铜合金粉2-6%、硝酸锰6-10%、丙三醇20-25%、磷酸一酯0.02-0.05%、十二烷基苯磺酸钙1-5%、稀土改性陶瓷材料粉3-6%，其余为水进行配料混合，在容器中搅拌均匀即形成涂层材料。
5.根据权利要求4所述的涂层材料的制备方法，步骤1中将合金液体雾化成合金粉末的具体工艺条件为：雾化气体压力为5-8MPa；液态金属流体流量为2-4kg/min；合金液体注入温度为1210～1240℃；雾化角为30度。
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