CN109627939A - 干式真空泵用耐磨耐高温防腐涂料的制备方法及应用 - Google Patents

干式真空泵用耐磨耐高温防腐涂料的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种干式真空泵用耐磨耐高温防腐涂料的制备方法及应用，属于涂料技术领域。所述的制备方法，包括以下步骤：1.将表面活性剂和交联剂加入水中，搅拌使其溶解；2.再将聚醚酮酮细粉缓慢加入步骤1中，同时经乳化机初步分散后，再经砂磨机研磨分散，得到产品。本发明所述的制备方法，科学合理，简单易行，制得的防腐涂料具有耐磨、耐高温、耐腐蚀和抗开裂性能优异的特点。本发明提供的防腐涂料的应用方法，操作简单，易于施工。

Description

干式真空泵用耐磨耐高温防腐涂料的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种干式真空泵用耐磨耐高温防腐涂料的制备方法及应用，属于涂料技术领域。
背景技术
聚醚酮酮(PEKK)是一种半结晶型热塑性特种工程塑料，具备出色的耐高温性能、机械性能、耐腐蚀性能和摩擦学性能等，同时由于其独特的化学结构可与金属形成高附着力涂层，长期使用温度可达250℃，与聚醚醚酮相比，其结晶度更低、结晶速度更慢，抗开裂性更优，熔融温度窗口更宽，通过化学改性可获得稳定的近乎无定型状态，从而获得更佳的金属粘结性、抗冲击及耐化学性。
随着环保压力的不断加大，对防腐涂料行业的VOCs、粉尘以及施工环境提出了更高的要求，高固含量水性防腐涂料凭借低VOCs成为必然发展趋势，与静电粉末喷涂相比，无粉尘、施工环境更优，同时涂料利用率更高、涂层厚度更容易控制、基材的适用性更高。
干式真空泵在转子的高速转动下，依靠转子与转子、转子与泵腔的间隙，通过他们之间容积的变化，实现吸气和排气的过程，从而达到理想真空度，主要型式有爪型、罗茨型、涡旋型、螺杆型和往复活塞式等几种，由于相互之间无磨擦，运转平稳，噪音低，工作腔无需润滑油，因此，极限压力更低，可达1Pa，消耗功率更低，具有节能、环保、免维修等优点，是油封式/水环式/喷射式真空泵的更新换代产品，广泛用于半导体、化工、制药等行业。但在日常使用过程中，特别是在化工等高腐蚀领域，经常会遇到含有腐蚀性气体和固体物料进入泵体的工况，并且排气口温度超过180℃，常规化学镀镍磷涂层薄且是非致密膜层，表面存在微裂纹等缺陷，高温下难以长期抵御酸性气体腐蚀，而传统氟涂料存在耐温性、附着力不足，耐磨性差等问题，无法满足高温高真空腐蚀气体高速旋转使用条件要求，在腐蚀性介质作用下转子和转子、转子和腔体间隙逐渐变大，从而导致真空度显著降低，不能正常使用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种干式真空泵用耐磨耐高温防腐涂料的制备方法，科学合理，简单易行，制得的防腐涂料具有耐磨、耐高温、耐腐蚀和抗开裂性能优异的特点。
同时，本发明提供其应用方法，操作简单，易于施工。
本发明所述的干式真空泵用耐磨耐高温防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)将表面活性剂和交联剂加入水中，搅拌使其溶解；
2)再将聚醚酮酮细粉缓慢加入步骤1中，同时经乳化机初步分散后，再经砂磨机研磨分散，得到产品；
其中，表面活性剂为异构C13醇聚氧乙烯醚；
交联剂为4,4-二氨基二苯甲烷或4,4-二氨基二苯醚中的一种。
优选的，所述的表面活性剂为巴斯夫FT TO系列。
通过引入交联剂可进一步提升聚醚酮酮与金属基体的附着力，聚醚酮酮分子链发生轻度交联，从而进一步抑制结晶，提升涂层的韧性及抗冲击性。
所述的步骤2中，聚醚酮酮结构中对苯二甲酰占间苯二甲酰和对苯二甲酰摩尔总量的50～60％，特性粘度为0.6～1.2dl/g，粒径范围D90为100～200μm。
所述的步骤2中，乳化机转速为1000-2000转/分钟；砂磨机转速为1000-2000转/分钟。
所述的耐磨耐高温防腐涂料的制备方法中，采用如下质量百分数的原料物质：
所述的步骤1中，表面活性剂热分解温度大于350℃。
本发明所述的干式真空泵用耐磨耐高温防腐涂料的应用，包括采用空气喷枪，将涂料喷涂到经喷砂处理的金属底材上，烘烤干燥后，升温至280-300℃后停留，然后在330-360℃下流平固化，最后通过压缩空气将温度降低至100-150℃，重复上述步骤，直至膜层达到目标厚度。
所述的空气喷枪口径为1.5-2.5mm；烘烤温度为100-150℃。
所述的烘烤时间为10-20分钟；停留时间为15-30分钟。
对于新的真空泵，各工件间间隙较小，可进行薄喷，便于装配；对于腐蚀严重无法使用的泵件，可以通过厚涂填补间隙，使其重新满足使用要求，实现废泵的修复再利用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明以聚醚酮酮为主要原料，制备工艺简单，喷涂在金属表面，涂层附着力强，具有耐高温、耐磨、耐腐蚀和抗开裂的特点，可在180℃极限真空条件下长时间使用，特别适用于干式真空泵的防腐，有效延长其使用寿命；
2.本发明所述的喷涂方法，操作简单，不受工件外形要求，膜层均匀可控可厚涂，特别是对于废旧干式真空泵，经厚喷涂可有效填充腐蚀间隙，重新获得最佳工作状态；
3.本发明所述的涂料为高固含量水性涂料，喷涂效率高，环保性优。
附图说明
图1是实施例1中喷涂在爪型干式泵转子上的效果图；
图2是实施例2中喷涂在铝片上的涂层杯突实验结果图；
图3是实施例3中喷涂在螺杆真空泵转子上的效果图；
图4是实施例4中喷涂在罗茨真空泵转子上的效果图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
称取10gFT TO 7、10g 4,4-二氨基二苯甲烷加入530g水中，经搅拌溶解；再将450g D90为105μm的聚醚酮酮(T/I摩尔比为50:50，特性粘度为0.6)细粉缓慢加入，加入过程同时经乳化机分散，转速为1000转/分钟，加完后继续分散30分钟，再经砂磨机研磨分散1小时，转速设定1500转/分钟，得到聚醚酮酮水性涂料；
用口径1.5mm空气喷枪喷涂爪型干式泵转子，将转子300℃除油后经喷砂处理，常温下将涂料均匀喷涂转子表面，在100℃下烘烤15分钟，然后升温至280℃停留15分钟，最终在330℃下流平固化，然后用压缩空气将其快速冷却至150℃，待冷却至室温采用尼克斯QNIX4500膜厚仪测得膜厚为60±10μm，表面光滑无缺陷，如图1所示。
实施例2
取实施例1配置的涂料。用口径2.0mm空气喷枪喷涂铝试片，将试片用300目砂纸打磨处理，常温下将涂料均匀喷涂转子表面，在120℃下烘烤15分钟，然后升温至300℃停留10分钟，最终在340℃下流平固化，然后用压缩空气将其快速冷却至130℃，待冷却至室温采用尼克斯QNIX4500膜厚仪测得膜厚为60±10μm，表面光滑无缺陷，按照GB/T 9753-88测试标准进行杯突实验，如图2所示，膜层无开裂，与铝试片无剥离和脱落。
实施例3
称取30gFT TO 7、5g 4,4-二氨基二苯甲烷加入465g水中，经搅拌溶解；再将500g D90为155μm的聚醚酮酮(T/I摩尔比为50:50，特性粘度为0.8)细粉缓慢加入，加入过程同时经乳化机分散，转速为1200转/分钟，加完后继续分散30分钟，再经砂磨机研磨分散1小时，转速设定1500转/分钟，得到聚醚酮酮水性涂料；
用口径2.0mm空气喷枪喷涂螺杆真空泵转子，将转子300℃除油后经喷砂处理，常温下将涂料均匀喷涂转子表面，在120℃下烘烤15分钟，然后升温至280℃停留20分钟，最终在350℃下流平固化，然后用压缩空气将其快速冷却至120℃，待冷却至室温采用尼克斯QNIX4500膜厚仪测得膜厚为65±10μm，表面光滑无缺陷，如图3所示。
实施例4
称取40gFT TO 8、5g 4,4-二氨基二苯醚加入405g水中，经搅拌溶解；再将550g D90为180μm的聚醚酮酮(T/I摩尔比为55:45，特性粘度为0.92)细粉缓慢加入，加入过程同时经乳化机分散，转速为1500转/分钟，加完后继续分散30分钟，再经砂磨机研磨分散1小时，转速设定1500转/分钟，得到聚醚酮酮水性涂料；
用口径2.0mm空气喷枪喷涂罗茨真空泵转子，将转子300℃除油后经喷砂处理，常温下将涂料均匀喷涂转子表面，在120℃下烘烤15分钟，然后升温至280℃停留20分钟，最终在360℃下流平固化，然后用压缩空气将其快速冷却至100℃，重复上述步骤喷涂，待冷却至室温采用尼克斯QNIX4500膜厚仪测得膜厚为130±20μm，表面光滑无缺陷，如图4所示。
实施例5
称取50gFT TO 8、1g 4,4-二氨基二苯甲烷加入449g水中，经搅拌溶解；再将500g D90为195μm的聚醚酮酮(T/I摩尔比为55:45，特性粘度为1.12)细粉缓慢加入，加入过程同时经乳化机分散，转速为1500转/分钟，加完后继续分散30分钟，再经砂磨机研磨分散1小时，转速设定1500转/分钟，得到聚醚酮酮水性涂料；
用口径2.5mm空气喷枪喷涂旧的螺杆真空泵转子，将转子300℃除油后经喷砂处理，常温下将涂料均匀喷涂转子表面，在150℃下烘烤15分钟，然后升温至290℃停留30分钟，最终在360℃下流平固化，然后用压缩空气将其快速冷却至100℃以下，重复上述步骤喷涂四遍，待冷却至室温采用尼克斯QNIX4500膜厚仪测得膜厚为300±20μm，表面光滑无缺陷。

Claims (6)

1.一种干式真空泵用耐磨耐高温防腐涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将表面活性剂和交联剂加入水中，搅拌使其溶解；
2)再将聚醚酮酮细粉缓慢加入步骤1中，同时经乳化机初步分散后，再经砂磨机研磨分散，得到产品；
其中，表面活性剂为异构C13醇聚氧乙烯醚；交联剂为4,4-二氨基二苯甲烷或4,4-二氨基二苯醚中的一种。
2.根据权利要求1所述的干式真空泵用耐磨耐高温防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤2中，聚醚酮酮结构中对苯二甲酰占间苯二甲酰和对苯二甲酰摩尔总量的50～60％，特性粘度为0.6～1.2dl/g，粒径范围D90为100～200μm。
3.根据权利要求1所述的干式真空泵用耐磨耐高温防腐涂料的制备方法，其特征在于：采用如下质量百分数的原料物质：
4.根据权利要求1所述的干式真空泵用耐磨耐高温防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤1中，表面活性剂热分解温度大于350℃。
5.一种权利要求1所述的干式真空泵用耐磨耐高温防腐涂料的应用，其特征在于：采用空气喷枪，将涂料喷涂到经喷砂处理的金属底材上，烘烤干燥后，升温至280-300℃后停留，然后在330-360℃下流平固化，最后通过压缩空气将温度降低至100-150℃，重复上述步骤，直至膜层达到目标厚度。
6.根据权利要求5所述的干式真空泵用耐磨耐高温防腐涂料的应用，其特征在于：空气喷枪口径为1.5-2.5mm；烘烤温度为100-150℃。
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