CN108940773A - 热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法 - Google Patents

热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法 Download PDF

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CN108940773A CN201810844780.6A CN201810844780A CN108940773A CN 108940773 A CN108940773 A CN 108940773A CN 201810844780 A CN201810844780 A CN 201810844780A CN 108940773 A CN108940773 A CN 108940773A
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姜淼
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Abstract

本发明提出一种热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法，包括以下步骤：一、底层涂料制备，制备包括第一水玻璃30‑80份和陶瓷粉体熟料20‑70份的底层涂料；二、面层涂料制备，制备包括第二水玻璃30‑80份、陶瓷粉体生料20‑70份、陶瓷骨料20‑70份、固化剂1‑10份、助剂0.1‑10份的面层涂料；三、涂层制备；本发明的遮蔽防护涂层材料不会在高温下烧蚀碳化；底层涂层由易复溶的低模数水玻璃做粘结剂，在240℃以下，不会彻底固化、可复溶于水；面层涂层采用干燥速度快的高模数钾水玻璃，并加入固化剂加速涂层固化速度，形成较厚的隔热层，防止底层涂层直接接触热喷涂火焰，导致热固化。

Description

热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法
技术领域
本发明涉及热喷涂技术领域，具体是一种热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法。
背景技术
目前，随着热喷涂技术的发展，等离子喷涂、超音速喷涂等技术广泛的应用于国民生产的各个行业领域中。
在涂层零件制备过程中，往往需要对不需要喷涂的部位进行遮蔽保护。通常情况下，用定制夹具或耐高温遮蔽胶带来进行保护。但在实际使用过程中，会出现很多问题：如定制夹具往往制作成本高、制作周期长，有时甚至出现夹具成本高于零件成本的现象；高温遮蔽胶带是更为广泛应用的一种遮蔽手段，使用比较方便，价格也比较适宜；但通常需要纯手工操作，对于零件体积小、数量大，遮蔽部位又比较复杂的产品，往往需要大量工人进行操作；而且粘胶带时，靠人工定位，对于一些弧形等复杂的边缘部分，往往无法进行准确定位，造成的结果是增加了后期加工的难度。
发明内容
本发明提出一种热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法，解决了现有技术中热喷涂遮蔽方法成本高、周期长或者定位不准确、后期加工难的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法，包括以下步骤：
一、底层涂料制备
1.1、按质量份数称取第一水玻璃30-80份、陶瓷粉体熟料20-70份，所述第一水玻璃的模数小于等于2.0；
1.2、将步骤1.1中称取的原料进行混合研磨处理；
1.3、粘度调节：向步骤1.2中研磨后的混合料中加入蒸馏水，调节粘度至50-1000cP；
二、面层涂料制备
2.1、按质量份数称取第二水玻璃30-80份、陶瓷粉体生料20-70份、陶瓷骨料20-70份、固化剂1-10份、助剂0.1-10份，所述第二水玻璃的模数大于等于3.5；
2.2、将步骤2.1中称取的原料进行混合研磨处理；
2.3、粘度调节：向步骤2.2中研磨后的混合料中加入蒸馏水，调节粘度至150-1000cP；
三、涂层制备
3.1、基底除油后，将底层涂料涂覆在基底上需要遮蔽的地方形成底层涂层；
3.2、涂覆后进行第一次烘干处理，烘干温度为80-200℃，烘干时间为1-12h，烘干后底层涂层的膜厚小于等于100μm；
3.3、步骤3.2烘干后，在底层涂层表面温度下降至小于等于60℃时，在底层涂层上涂覆面层涂料形成面层涂层；
3.4、涂覆后进行第二次烘干处理，烘干温度小于100℃，烘干时间大于2小时，烘干后，底层涂层和面层涂层整体厚度在200-500μm。
进一步地，所述步骤1.1中，所述第一水玻璃为钾水玻璃或钠水玻璃；所述陶瓷粉体熟料的目数为150-500目，所述陶瓷粉体熟料为氧化铝、氧化镁或氧化锆经过1200℃以上高温熟化处理获得。
进一步地，所述步骤2.1中，所述第二水玻璃为钾水玻璃；所述陶瓷粉体生料的目数为325-500目，所述陶瓷粉体生料为氧化铝或氧化镁，可起到一定固化作用，该陶瓷粉体生料不可为电熔粉或经过高温处理的熟粉；所述陶瓷骨料为氧化铝、氧化镁或氧化锆，目数为150-500目；所述固化剂为磷酸硅粉体；所述助剂包括流平剂、消泡剂和防流挂剂。
进一步地，所述步骤1.2和步骤2.2中，混合研磨处理的方式为滚动研磨、行星球磨或搅拌研磨，研磨时间为0.5-12h。
进一步地，所述步骤3.2完成后的四小时内进行步骤3.3的面层涂料的涂覆。
进一步地，所述步骤3.4完成后的四小时内进行热喷涂操作。
进一步地，所述热喷涂操作后，将热喷涂后的所述基底浸泡于水中10min-2h，然后用无尘布擦拭掉底层涂层和面层涂层，再用水冲洗干净基底。
进一步地，所述热喷涂操作后，将热喷涂后的所述基底的表面用水浸润，然后用湿无尘布擦拭掉底层涂层和面层涂层。
本发明的有益效果为：
本发明的遮蔽防护涂层材料为纯无机材料，不含有机成份，即使反复热喷涂也不存在高温下烧蚀碳化导致基体变黄、发黑现象；遮蔽防护涂层采用双层结构，底层涂层由易复溶的低模数水玻璃做粘结剂，且加入陶瓷粉体为熟料，以防止底层涂层升温过程中彻底固化；面层涂层采用干燥速度快的高模数钾水玻璃，并加入固化剂加速涂层固化速度；底层涂层在240℃以下，不会彻底固化、可复溶于水；面层涂层形成较厚的隔热层，防止底层涂层直接接触热喷涂火焰，导致热固化。
具体实施方式
下面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
本实施例的热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法，包括以下步骤：
一、底层涂料制备
1.1、按质量份数称取第一水玻璃60份、陶瓷粉体熟料45份，所述第一水玻璃的模数为1.5；所述第一水玻璃为钾水玻璃；所述陶瓷粉体熟料为氧化锆，目数为500目，这里的陶瓷粉体熟料为氧化锆经过1200℃以上高温熟化处理获得。
1.2、将步骤1.1中称取的原料进行混合研磨处理；混合研磨处理的方式为行星球磨，研磨时间为5h。
1.3、粘度调节：向步骤1.2中研磨后的混合料中加入蒸馏水，调节粘度至200cP。
二、面层涂料制备
2.1、按质量份数称取第二水玻璃55份、陶瓷粉体生料25份、陶瓷骨料40份、固化剂1份、助剂0.5份，所述第二水玻璃的模数为3.5；所述第二水玻璃为钾水玻璃；所述陶瓷粉体生料为氧化铝，目数为500目；所述陶瓷骨料为氧化锆，目数为325目；所述固化剂为磷酸硅粉体；所述助剂包括流平剂、消泡剂和防流挂剂。
2.2、将步骤2.1中称取的原料进行混合研磨处理；混合研磨处理的方式为行星球磨，研磨时间为3h。
2.3、粘度调节：向步骤2.2中研磨后的混合料中加入蒸馏水，调节粘度至150cP；
三、涂层制备
3.1、将需要热喷涂的基底除油后，将底层涂料涂覆在基底上需要遮蔽的地方形成底层涂层；
3.2、涂覆后进行第一次烘干处理，烘干温度为80℃，烘干时间为12h，烘干后底层涂层的膜厚为20μm；
3.3、步骤3.2烘干后，在底层涂层表面温度下降至小于等于60℃时，在底层涂层上涂覆面层涂料形成面层涂层；该步骤要在步骤3.2完成后四小时内进行，避免底层涂层吸潮；
3.4、涂覆后进行第二次烘干处理，烘干温度99℃，烘干时间2.1小时，烘干后，底层涂层和面层涂层整体厚度在200μm；烘干后的基底不可接触水或潮气，避免吸潮。
四、步骤3.4完成后的四小时内进行热喷涂操作，热喷涂过程中基底的温度不能超过240℃。
五、热喷涂操作后，将热喷涂后的所述基底浸泡于水中1h，然后用无尘布擦拭掉底层涂层和面层涂层，再用水冲洗干净基底。必要时需要对基底进行涂油防锈处理，防止遇水生锈。
实施例2
本实施例的热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法，包括以下步骤：
一、底层涂料制备
1.1、按质量份数称取第一水玻璃70份、陶瓷粉体熟料55份，所述第一水玻璃的模数为1；所述第一水玻璃为钠水玻璃；所述陶瓷粉体熟料为氧化铝，目数为200目，这里的陶瓷粉体熟料为氧化铝经过1200℃以上高温熟化处理获得。
1.2、将步骤1.1中称取的原料进行混合研磨处理；混合研磨处理的方式为行星球磨，研磨时间为8h。
1.3、粘度调节：向步骤1.2中研磨后的混合料中加入蒸馏水，调节粘度至800cP。
二、面层涂料制备
2.1、按质量份数称取第二水玻璃30份、陶瓷粉体生料20份、陶瓷骨料20份、固化剂3份、助剂0.1份，所述第二水玻璃的模数为3.6；所述第二水玻璃为钾水玻璃；所述陶瓷粉体生料为氧化铝，目数为325目；所述陶瓷骨料为氧化锆，目数为150目；所述固化剂为磷酸硅粉体；所述助剂包括流平剂、消泡剂和防流挂剂。
2.2、将步骤2.1中称取的原料进行混合研磨处理；混合研磨处理的方式为行星球磨，研磨时间为0.5h。
2.3、粘度调节：向步骤2.2中研磨后的混合料中加入蒸馏水，调节粘度至350cP；
三、涂层制备
3.1、将需要热喷涂的基底除油后，将底层涂料涂覆在基底上需要遮蔽的地方形成底层涂层；
3.2、涂覆后进行第一次烘干处理，烘干温度为110℃，烘干时间为10h，烘干后底层涂层的膜厚为30μm；
3.3、步骤3.2烘干后，在底层涂层表面温度下降至小于等于60℃时，在底层涂层上涂覆面层涂料形成面层涂层；该步骤要在步骤3.2完成后四小时内进行，避免底层涂层吸潮；
3.4、涂覆后进行第二次烘干处理，烘干温度95℃，烘干时间2.3小时，烘干后，底层涂层和面层涂层整体厚度在300μm；烘干后的基底不可接触水或潮气，避免吸潮。
四、步骤3.4完成后的四小时内进行热喷涂操作，热喷涂过程中基底的温度不能超过240℃。
五、热喷涂操作后，将热喷涂后的所述基底浸泡于80℃热水中，超声震荡10min，然后用无尘布擦拭掉底层涂层和面层涂层，再用水冲洗干净基底。必要时需要对基底进行涂油防锈处理，防止遇水生锈。
实施例3
本实施例的热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法，包括以下步骤：
一、底层涂料制备
1.1、按质量份数称取第一水玻璃80份、陶瓷粉体熟料70份，所述第一水玻璃的模数为0.8；所述第一水玻璃为钾水玻璃；所述陶瓷粉体熟料为氧化镁，目数为150目，这里的陶瓷粉体熟料为氧化镁经过1200℃以上高温熟化处理获得。
1.2、将步骤1.1中称取的原料进行混合研磨处理；混合研磨处理的方式为滚动研磨，研磨时间为12h。
1.3、粘度调节：向步骤1.2中研磨后的混合料中加入蒸馏水，调节粘度至1000cP。
二、面层涂料制备
2.1、按质量份数称取第二水玻璃40份、陶瓷粉体生料30份、陶瓷骨料35份、固化剂5份、助剂2份，所述第二水玻璃的模数为3.5；所述第二水玻璃为钾水玻璃；所述陶瓷粉体生料为氧化铝，目数400目；所述陶瓷骨料为氧化铝，目数为500目；所述固化剂为磷酸硅粉体；所述助剂包括流平剂、消泡剂和防流挂剂。
2.2、将步骤2.1中称取的原料进行混合研磨处理；混合研磨处理的方式为滚动研磨，研磨时间为5h。
2.3、粘度调节：向步骤2.2中研磨后的混合料中加入蒸馏水，调节粘度至550cP；
三、涂层制备
3.1、将需要热喷涂的基底除油后，将底层涂料涂覆在基底上需要遮蔽的地方形成底层涂层；
3.2、涂覆后进行第一次烘干处理，烘干温度为140℃，烘干时间为7h，烘干后底层涂层的膜厚为60μm；
3.3、步骤3.2烘干后，在底层涂层表面温度下降至小于等于60℃时，在底层涂层上涂覆面层涂料形成面层涂层；该步骤要在步骤3.2完成后四小时内进行，避免底层涂层吸潮；
3.4、涂覆后进行第二次烘干处理，烘干温度90℃，烘干时间2.5小时，烘干后，底层涂层和面层涂层整体厚度在400μm；烘干后的基底不可接触水或潮气，避免吸潮。
四、步骤3.4完成后的四小时内进行热喷涂操作，热喷涂过程中基底的温度不能超过240℃。
五、热喷涂操作后，将热喷涂后的所述基底浸泡于水中2h，然后用无尘布擦拭掉底层涂层和面层涂层，再用水冲洗干净基底。必要时需要对基底进行涂油防锈处理，防止遇水生锈。
实施例4
本实施例的热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法，包括以下步骤：
一、底层涂料制备
1.1、按质量份数称取第一水玻璃30份、陶瓷粉体熟料20份，所述第一水玻璃的模数为2；所述第一水玻璃为钠水玻璃；所述陶瓷粉体熟料为氧化锆，目数为300目，这里的陶瓷粉体熟料为氧化锆经过1200℃以上高温熟化处理获得。
1.2、将步骤1.1中称取的原料进行混合研磨处理；混合研磨处理的方式为滚动研磨，研磨时间为0.5h。
1.3、粘度调节：向步骤1.2中研磨后的混合料中加入蒸馏水，调节粘度至50cP。
二、面层涂料制备
2.1、按质量份数称取第二水玻璃70份、陶瓷粉体生料50份、陶瓷骨料55份、固化剂7份、助剂6份，所述第二水玻璃的模数为3.7；所述第二水玻璃为钾水玻璃；所述陶瓷粉体生料为氧化镁，目数为450目；所述陶瓷骨料为氧化铝，目数为250目；所述固化剂为磷酸硅粉体；所述助剂包括流平剂、消泡剂和防流挂剂。
2.2、将步骤2.1中称取的原料进行混合研磨处理；混合研磨处理的方式为滚动研磨，研磨时间为8h。
2.3、粘度调节：向步骤2.2中研磨后的混合料中加入蒸馏水，调节粘度至750cP；
三、涂层制备
3.1、将需要热喷涂的基底除油后，将底层涂料涂覆在基底上需要遮蔽的地方形成底层涂层；
3.2、涂覆后进行第一次烘干处理，烘干温度为170℃，烘干时间为4h，烘干后底层涂层的膜厚为100μm；
3.3、步骤3.2烘干后，在底层涂层表面温度下降至小于等于60℃时，在底层涂层上涂覆面层涂料形成面层涂层；该步骤要在步骤3.2完成后四小时内进行，避免底层涂层吸潮；
3.4、涂覆后进行第二次烘干处理，烘干温度85℃，烘干时间2.8小时，烘干后，底层涂层和面层涂层整体厚度在450μm；烘干后的基底不可接触水或潮气，避免吸潮。
四、步骤3.4完成后的四小时内进行热喷涂操作，热喷涂过程中基底的温度不能超过240℃。
五、热喷涂操作后，将热喷涂后的所述基底浸泡于90℃热水中0.5h，然后用无尘布擦拭掉底层涂层和面层涂层，再用水冲洗干净基底。必要时需要对基底进行涂油防锈处理，防止遇水生锈。
实施例5
本实施例的热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法，包括以下步骤：
一、底层涂料制备
1.1、按质量份数称取第一水玻璃50份、陶瓷粉体熟料30份，所述第一水玻璃的模数为1.8；所述第一水玻璃为钾水玻璃；所述陶瓷粉体熟料为氧化铝，目数为400目，这里的陶瓷粉体熟料为氧化铝经过1200℃以上高温熟化处理获得。
1.2、将步骤1.1中称取的原料进行混合研磨处理；混合研磨处理的方式为搅拌研磨，研磨时间为3h。
1.3、粘度调节：向步骤1.2中研磨后的混合料中加入蒸馏水，调节粘度至600cP。
二、面层涂料制备
2.1、按质量份数称取第二水玻璃80份、陶瓷粉体生料70份、陶瓷骨料70份、固化剂10份、助剂10份，所述第二水玻璃的模数为3.5；所述第二水玻璃为钾水玻璃；所述陶瓷粉体生料为氧化镁，目数为375目；所述陶瓷骨料为氧化镁，目数为425目；所述固化剂为磷酸硅粉体；所述助剂包括流平剂、消泡剂和防流挂剂。
2.2、将步骤2.1中称取的原料进行混合研磨处理；混合研磨处理的方式为搅拌研磨，研磨时间为12h。
2.3、粘度调节：向步骤2.2中研磨后的混合料中加入蒸馏水，调节粘度至1000cP；
三、涂层制备
3.1、将需要热喷涂的基底除油后，将底层涂料涂覆在基底上需要遮蔽的地方形成底层涂层；
3.2、涂覆后进行第一次烘干处理，烘干温度为200℃，烘干时间为1h，烘干后底层涂层的膜厚为80μm；
3.3、步骤3.2烘干后，在底层涂层表面温度下降至小于等于60℃时，在底层涂层上涂覆面层涂料形成面层涂层；该步骤要在步骤3.2完成后四小时内进行，避免底层涂层吸潮；
3.4、涂覆后进行第二次烘干处理，烘干温度80℃，烘干时间3.2小时，烘干后，底层涂层和面层涂层整体厚度在500μm；烘干后的基底不可接触水或潮气，避免吸潮。
四、步骤3.4完成后的四小时内进行热喷涂操作，热喷涂过程中基底的温度不能超过240℃。
五、热喷涂操作后，将热喷涂后的所述基底的表面用水浸润，然后用湿无尘布擦拭掉底层涂层和面层涂层。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、底层涂料制备
1.1、按质量份数称取第一水玻璃30-80份、陶瓷粉体熟料20-70份，所述第一水玻璃的模数小于等于2.0；
1.2、将步骤1.1中称取的原料进行混合研磨处理；
1.3、粘度调节：向步骤1.2中研磨后的混合料中加入蒸馏水，调节粘度至50-1000cP；
二、面层涂料制备
2.1、按质量份数称取第二水玻璃30-80份、陶瓷粉体生料20-70份、陶瓷骨料20-70份、固化剂1-10份、助剂0.1-10份，所述第二水玻璃的模数大于等于3.5；
2.2、将步骤2.1中称取的原料进行混合研磨处理；
2.3、粘度调节：向步骤2.2中研磨后的混合料中加入蒸馏水，调节粘度至150-1000cP；
三、涂层制备
3.1、基底除油后，将底层涂料涂覆在基底上需要遮蔽的地方形成底层涂层；
3.2、涂覆后进行第一次烘干处理，烘干温度为80-200℃，烘干时间为1-12h，烘干后底层涂层的膜厚小于等于100μm；
3.3、步骤3.2烘干后，在底层涂层表面温度下降至小于等于60℃时，在底层涂层上涂覆面层涂料形成面层涂层；
3.4、涂覆后进行第二次烘干处理，烘干温度小于100℃，烘干时间大于2小时，烘干后，底层涂层和面层涂层整体厚度在200-500μm。
2.如权利要求1所述的一种热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤1.1中，所述第一水玻璃为钾水玻璃或钠水玻璃；所述陶瓷粉体熟料的目数为150-500目，所述陶瓷粉体熟料为氧化铝、氧化镁或氧化锆经过1200℃以上高温熟化处理获得。
3.如权利要求2所述的一种热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤2.1中，所述第二水玻璃为钾水玻璃；所述陶瓷粉体生料的目数为325-500目，所述陶瓷粉体生料为氧化铝或氧化镁；所述陶瓷骨料为氧化铝、氧化镁或氧化锆，目数为150-500目；所述固化剂为磷酸硅粉体；所述助剂包括流平剂、消泡剂和防流挂剂。
4.如权利要求3所述的一种热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤1.2和步骤2.2中，混合研磨处理的方式为滚动研磨、行星球磨或搅拌研磨，研磨时间为0.5-12h。
5.如权利要求4所述的一种热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤3.2完成后的四小时内进行步骤3.3的面层涂料的涂覆。
6.如权利要求5所述的一种热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤3.4完成后的四小时内进行热喷涂操作。
7.如权利要求6所述的一种热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法，其特征在于，所述热喷涂操作后，将热喷涂后的所述基底浸泡于水中10min-2h，然后用无尘布擦拭掉底层涂层和面层涂层，再用水冲洗干净基底。
8.如权利要求6所述的一种热喷涂遮蔽防护涂层的制备方法，其特征在于，所述热喷涂操作后，将热喷涂后的所述基底的表面用水浸润，然后用湿无尘布擦拭掉底层涂层和面层涂层。
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