CN110564261A - 一种提升防震锤强度和耐腐性的涂层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提升防震锤强度和耐腐性的涂层的制备方法，包括如下步骤：（1）混合粉A制备、（2）氧化铝粉浸泡处理、（3）胶状混合料B制备、（4）混合液C制备、（5）混合液D制备、（6）复合料E制备、（7）成品涂层制备。本发明提供了一种涂层的制备方法，其工艺简单，易于生产，很好的改善了现有环氧陶瓷涂层的使用弊端，提高了环氧陶瓷涂层的应用范围，制得的环氧陶瓷涂层耐腐性能好，力学品质佳，使用稳定性高。

Description

一种提升防震锤强度和耐腐性的涂层的制备方法
技术领域
本发明属于防震锤加工处理技术领域，具体涉及一种提升防震锤强度和耐腐性的涂层的制备方法。
背景技术
防震锤，是为了减少导线因风力扯起振动而设的。高压架空线路杆位较高，档距较大，当导线受到风力作用时，会发生振动。导线振动时，导线悬挂处的工作条件最为不利。由于多次振动，导线因周期性的弯折会发生疲劳破坏。当架空线路档距大于120米时，一般采用防震锤防震。防震锤的锤头多为灰铸铁件，经由铸造工艺而成，为了提升防震锤的品质及寿命，通常会对防震锤进行表面改性处理，因外部环境中水分等的存在，腐蚀问题一直发生，而铸铁件长期被腐蚀后会造成力学强度的下降，应力的集中，甚至会发生断裂的风险，从而影响了整体的使用稳定性。为了提升防震锤的品质，人们常常在其表面上涂覆涂层，常规的涂料涂层稳定性不好，容易脱落，而陶瓷涂层，如环氧陶瓷涂层则相对较稳定，防腐性能也较好。申请号为：201510082442.X公开了一种球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺，其中公开了一种环氧陶瓷涂层，能够有效的提升内衬的抗腐性能，同时具有很好的抗电压击穿能力，具有不错的使用效果。而防震锤不仅需要抗腐蚀，还会受到风力、线缆振动等外力，进而产生应力，故对其表面涂覆的涂层还要求具有很好的力学品质。现有技术中此类涂层的性能往往较为单一，综合性能不佳，需要不断的进行改进优化。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提升防震锤强度和耐腐性的涂层的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种提升防震锤强度和耐腐性的涂层的制备方法，包括如下步骤：
（1）先将氮化硼和镍粉对应按照重量比1~1.5:1进行混合，然后投入到滚轴混粉机内进行混合处理4~6h，取出后得混合粉A备用；
（2）将氧化铝粉投入到氢氟酸中浸泡处理2~4min，滤出后用去离子水冲洗至中性后备用；
（3）将步骤（1）制得的混合粉A、步骤（2）处理后的氧化铝粉、粉状PVA、硅烷偶联剂、硬脂酸钠、去离子水对应按照重量比1:3~3.5:2~2.4:0.5~0.8: 0.3~0.6:12~15进行混合投入到高速搅拌机内，高速搅拌处理1~1.5h后取出得胶状混合料B备用；
（4）将石英粉、步骤（3）制得的胶状混合料B、环氧树脂对应按照重量比15~20:4~6:70~75进行混合，然后进行超声搅拌处理1.5~2h后取出得混合液C备用；
（5）将石英粉、步骤（3）制得的胶状混合料B、固化剂对应按照重量比15~20:4~6:70~75进行混合，然后进行超声搅拌处理1~1.5h后取出得混合液D备用；
（6）将步骤（4）制得的混合液C和步骤（5）制得的混合液D对应按照重量比1~1.4:1进行混合投入到反应釜内，以1200~1500转/分钟的转速搅拌处理35~40min后取出，得复合料E备用；
（7）将步骤（6）所得的复合料E通过喷枪喷涂处理后，再经过加热固化处理后即可。
进一步的，步骤（1）中所述的氮化硼和镍粉的颗粒大小均为1000目。
进一步的，步骤（2）中所述的氧化铝粉的颗粒大小为500目；所述的氢氟酸的溶质质量分数为20~25%。
进一步的，步骤（3）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种；所述的高速搅拌处理时控制搅拌的转速为2200~2400转/分钟。
进一步的，步骤（4）中所述的超声搅拌处理时控制超声波的频率为700~750kHz。
进一步的，步骤（5）中所述的超声搅拌处理时控制超声波的频率为500~550kHz；所述的固化剂为聚酰胺类固化剂。
进一步的，步骤（7）中所述的热固化处理时的加热温度控制为75~80℃。
本发明对涂层进行了特殊的优化改进处理，明显的提升了涂层的使用品质，其仍是一种环氧陶瓷涂层，但对其生产工艺及组织成分进行了调整。在此涂层的制备过程中，首先配制了胶状混合料B成分，此成分用以增强涂层的综合性能，其具体是一种复合的填料混合物，是用氮化硼、镍粉、氧化铝粉通过PVA、硅烷偶联剂等复合而成，此三种无机颗粒复合后具有很高的耐温、耐腐、耐老化性能，又能够有效的提升涂层的致密度，同时与涂层基体间的相容性、结合强度高，很好的增强了涂层的力学品质，此外此三种无机颗粒复合后的颗粒呈不规则的球状，含有较多的枝状凸起，而铸铁件表面含有大量的微坑结构，相较于单一的填料颗粒而言，此复合颗粒能够更直接、稳定的嵌入到铸铁件的表面，从而提升涂层的结合强力，进而保证了涂层的稳定性能和寿命。最后将其与环氧树脂等常规成分进行共混，通过喷枪涂覆于防震锤的表面上后，再经固化处理就形成了性能稳定的成品涂层。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明提供了一种涂层的制备方法，其工艺简单，易于生产，很好的改善了现有环氧陶瓷涂层的使用弊端，提高了环氧陶瓷涂层的应用范围，制得的环氧陶瓷涂层耐腐性能好，力学品质佳，使用稳定性高，具有很强的实用性。
具体实施方式
实施例1
一种提升防震锤强度和耐腐性的涂层的制备方法，包括如下步骤：
（1）先将氮化硼和镍粉对应按照重量比1:1进行混合，然后投入到滚轴混粉机内进行混合处理4h，取出后得混合粉A备用；
（2）将氧化铝粉投入到氢氟酸中浸泡处理2min，滤出后用去离子水冲洗至中性后备用；
（3）将步骤（1）制得的混合粉A、步骤（2）处理后的氧化铝粉、粉状PVA、硅烷偶联剂、硬脂酸钠、去离子水对应按照重量比1:3:2:0.5: 0.3:12进行混合投入到高速搅拌机内，高速搅拌处理1h后取出得胶状混合料B备用；
（4）将石英粉、步骤（3）制得的胶状混合料B、环氧树脂对应按照重量比15:4:70进行混合，然后进行超声搅拌处理1.5h后取出得混合液C备用；
（5）将石英粉、步骤（3）制得的胶状混合料B、固化剂对应按照重量比15:4:70进行混合，然后进行超声搅拌处理1h后取出得混合液D备用；
（6）将步骤（4）制得的混合液C和步骤（5）制得的混合液D对应按照重量比1:1进行混合投入到反应釜内，以1200转/分钟的转速搅拌处理35min后取出，得复合料E备用；
（7）将步骤（6）所得的复合料E通过喷枪喷涂处理后，再经过加热固化处理后即可。
进一步的，步骤（1）中所述的氮化硼和镍粉的颗粒大小均为1000目。
进一步的，步骤（2）中所述的氧化铝粉的颗粒大小为500目；所述的氢氟酸的溶质质量分数为20%。
进一步的，步骤（3）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550；所述的高速搅拌处理时控制搅拌的转速为2200转/分钟。
进一步的，步骤（4）中所述的超声搅拌处理时控制超声波的频率为700kHz。
进一步的，步骤（5）中所述的超声搅拌处理时控制超声波的频率为500kHz；所述的固化剂为聚酰胺类固化剂。
进一步的，步骤（7）中所述的热固化处理时的加热温度控制为75℃。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例1相比，省去了步骤（1）中的氮化硼成分，除此外的方法步骤均相同。
为了对比本发明效果，对上述实施例1、对比实施例1对应制得的涂层进行性能测试，测试前先将涂层对应喷覆在防震锤的表面，控制涂层的厚度均为300μm，每组设置5个重复实验，重复3次，最后取平均值，测得实施例1涂层的抗压强度为151MPa、冲击强度为0.04g、耐酸时长为341天、耐碱时长为386天；而对比实施例1涂层的抗压强度为124MPa、冲击强度为0.11g、耐酸时长为290天、耐碱时长为323天；由此可见本申请制得的涂层添加的原料成分缺一不可，其复合产生的效果有很好的进步。上述所述的抗压强度参照GB/T1041-1992进行测试；所述的冲击强度参照ASTM D658-81进行测试，具体是将涂层制成20cm×20cm×20cm的样块，选取150目碳化硅颗粒，每分钟喷出50g，冲击一分钟，计算样块的质量损失；所述的耐酸时长是将防震锤试样放入到6mol/L的盐酸溶液中浸泡，观察其表面出现1%腐蚀面积的时间；耐碱时长是将防震锤试样放入到6mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡，观察其表面出现1%腐蚀面积的时间。
实施例2
一种提升防震锤强度和耐腐性的涂层的制备方法，包括如下步骤：
（1）先将氮化硼和镍粉对应按照重量比1.3:1进行混合，然后投入到滚轴混粉机内进行混合处理5h，取出后得混合粉A备用；
（2）将氧化铝粉投入到氢氟酸中浸泡处理3min，滤出后用去离子水冲洗至中性后备用；
（3）将步骤（1）制得的混合粉A、步骤（2）处理后的氧化铝粉、粉状PVA、硅烷偶联剂、硬脂酸钠、去离子水对应按照重量比1:3.3:2.2:0.7: 0.5:14进行混合投入到高速搅拌机内，高速搅拌处理1.2h后取出得胶状混合料B备用；
（4）将石英粉、步骤（3）制得的胶状混合料B、环氧树脂对应按照重量比18:5:73进行混合，然后进行超声搅拌处理1.8h后取出得混合液C备用；
（5）将石英粉、步骤（3）制得的胶状混合料B、固化剂对应按照重量比17:5:72进行混合，然后进行超声搅拌处理1.3h后取出得混合液D备用；
（6）将步骤（4）制得的混合液C和步骤（5）制得的混合液D对应按照重量比1.2:1进行混合投入到反应釜内，以1400转/分钟的转速搅拌处理38min后取出，得复合料E备用；
（7）将步骤（6）所得的复合料E通过喷枪喷涂处理后，再经过加热固化处理后即可。
进一步的，步骤（1）中所述的氮化硼和镍粉的颗粒大小均为1000目。
进一步的，步骤（2）中所述的氧化铝粉的颗粒大小为500目；所述的氢氟酸的溶质质量分数为22%。
进一步的，步骤（3）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560；所述的高速搅拌处理时控制搅拌的转速为2300转/分钟。
进一步的，步骤（4）中所述的超声搅拌处理时控制超声波的频率为720kHz。
进一步的，步骤（5）中所述的超声搅拌处理时控制超声波的频率为540kHz；所述的固化剂为聚酰胺类固化剂。
进一步的，步骤（7）中所述的热固化处理时的加热温度控制为78℃。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例1相比，省去了步骤（1）混合粉A成分的制备及后续的使用，除此外的方法步骤均相同。
为了对比本发明效果，对上述实施例2、对比实施例2对应制得的涂层进行性能测试，测试前先将涂层对应喷覆在防震锤的表面，控制涂层的厚度均为300μm，每组设置5个重复实验，重复3次，最后取平均值，测得实施例2涂层的抗压强度为160MPa、冲击强度为0.03g、耐酸时长为354天、耐碱时长为395天；而对比实施例2涂层的抗压强度为113MPa、冲击强度为0.16g、耐酸时长为251天、耐碱时长为284天；由此可见本申请制得的涂层添加的原料成分缺一不可，其复合产生的效果有很好的进步。上述所述的抗压强度参照GB/T1041-1992进行测试；所述的冲击强度参照ASTM D658-81进行测试，具体是将涂层制成20cm×20cm×20cm的样块，选取150目碳化硅颗粒，每分钟喷出50g，冲击一分钟，计算样块的质量损失；所述的耐酸时长是将防震锤试样放入到6mol/L的盐酸溶液中浸泡，观察其表面出现1%腐蚀面积的时间；耐碱时长是将防震锤试样放入到6mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡，观察其表面出现1%腐蚀面积的时间。
实施例3
一种提升防震锤强度和耐腐性的涂层的制备方法，包括如下步骤：
（1）先将氮化硼和镍粉对应按照重量比1.5:1进行混合，然后投入到滚轴混粉机内进行混合处理6h，取出后得混合粉A备用；
（2）将氧化铝粉投入到氢氟酸中浸泡处理4min，滤出后用去离子水冲洗至中性后备用；
（3）将步骤（1）制得的混合粉A、步骤（2）处理后的氧化铝粉、粉状PVA、硅烷偶联剂、硬脂酸钠、去离子水对应按照重量比1:3.5:2.4:0.8: 0.6:15进行混合投入到高速搅拌机内，高速搅拌处理1.5h后取出得胶状混合料B备用；
（4）将石英粉、步骤（3）制得的胶状混合料B、环氧树脂对应按照重量比20:6:75进行混合，然后进行超声搅拌处理2h后取出得混合液C备用；
（5）将石英粉、步骤（3）制得的胶状混合料B、固化剂对应按照重量比20:6:75进行混合，然后进行超声搅拌处理1.5h后取出得混合液D备用；
（6）将步骤（4）制得的混合液C和步骤（5）制得的混合液D对应按照重量比1.4:1进行混合投入到反应釜内，以1500转/分钟的转速搅拌处理40min后取出，得复合料E备用；
（7）将步骤（6）所得的复合料E通过喷枪喷涂处理后，再经过加热固化处理后即可。
进一步的，步骤（1）中所述的氮化硼和镍粉的颗粒大小均为1000目。
进一步的，步骤（2）中所述的氧化铝粉的颗粒大小为500目；所述的氢氟酸的溶质质量分数为25%。
进一步的，步骤（3）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh570；所述的高速搅拌处理时控制搅拌的转速为2400转/分钟。
进一步的，步骤（4）中所述的超声搅拌处理时控制超声波的频率为750kHz。
进一步的，步骤（5）中所述的超声搅拌处理时控制超声波的频率为550kHz；所述的固化剂为聚酰胺类固化剂。
进一步的，步骤（7）中所述的热固化处理时的加热温度控制为80℃。
对比实施例3
申请号为：201510082442.X公开的一种球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺，使用其中公开的一种环氧陶瓷涂层，具体选用其实施例3的技术方案。
为了对比本发明效果，对上述实施例3、对比实施例3对应制得的涂层进行性能测试，测试前先将涂层对应喷覆在防震锤的表面，控制涂层的厚度均为300μm，每组设置5个重复实验，重复3次，最后取平均值，测得实施例3涂层的抗压强度为157MPa、冲击强度为0.05g、耐酸时长为358天、耐碱时长为377天；而对比实施例3涂层的抗压强度为101MPa、冲击强度为0.24g、耐酸时长为230天、耐碱时长为254天；由此可见本申请制得的涂层相较于现有技术的涂层而言产生了显著的进步。上述所述的抗压强度参照GB/T1041-1992进行测试；所述的冲击强度参照ASTM D658-81进行测试，具体是将涂层制成20cm×20cm×20cm的样块，选取150目碳化硅颗粒，每分钟喷出50g，冲击一分钟，计算样块的质量损失；所述的耐酸时长是将防震锤试样放入到6mol/L的盐酸溶液中浸泡，观察其表面出现1%腐蚀面积的时间；耐碱时长是将防震锤试样放入到6mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡，观察其表面出现1%腐蚀面积的时间。

Claims (7)

1.一种提升防震锤强度和耐腐性的涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）先将氮化硼和镍粉对应按照重量比1~1.5:1进行混合，然后投入到滚轴混粉机内进行混合处理4~6h，取出后得混合粉A备用；
（2）将氧化铝粉投入到氢氟酸中浸泡处理2~4min，滤出后用去离子水冲洗至中性后备用；
（3）将步骤（1）制得的混合粉A、步骤（2）处理后的氧化铝粉、粉状PVA、硅烷偶联剂、硬脂酸钠、去离子水对应按照重量比1:3~3.5:2~2.4:0.5~0.8: 0.3~0.6:12~15进行混合投入到高速搅拌机内，高速搅拌处理1~1.5h后取出得胶状混合料B备用；
（4）将石英粉、步骤（3）制得的胶状混合料B、环氧树脂对应按照重量比15~20:4~6:70~75进行混合，然后进行超声搅拌处理1.5~2h后取出得混合液C备用；
（5）将石英粉、步骤（3）制得的胶状混合料B、固化剂对应按照重量比15~20:4~6:70~75进行混合，然后进行超声搅拌处理1~1.5h后取出得混合液D备用；
（6）将步骤（4）制得的混合液C和步骤（5）制得的混合液D对应按照重量比1~1.4:1进行混合投入到反应釜内，以1200~1500转/分钟的转速搅拌处理35~40min后取出，得复合料E备用；
（7）将步骤（6）所得的复合料E通过喷枪喷涂处理后，再经过加热固化处理后即可。
2.根据权利要求1所述的一种提升防震锤强度和耐腐性的涂层的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的氮化硼和镍粉的颗粒大小均为1000目。
3.根据权利要求1所述的一种提升防震锤强度和耐腐性的涂层的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的氧化铝粉的颗粒大小为500目；所述的氢氟酸的溶质质量分数为20~25%。
4.根据权利要求1所述的一种提升防震锤强度和耐腐性的涂层的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种；所述的高速搅拌处理时控制搅拌的转速为2200~2400转/分钟。
5.根据权利要求1所述的一种提升防震锤强度和耐腐性的涂层的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述的超声搅拌处理时控制超声波的频率为700~750kHz。
6.根据权利要求1所述的一种提升防震锤强度和耐腐性的涂层的制备方法，其特征在于，步骤（5）中所述的超声搅拌处理时控制超声波的频率为500~550kHz；所述的固化剂为聚酰胺类固化剂。
7.根据权利要求1所述的一种提升防震锤强度和耐腐性的涂层的制备方法，其特征在于，步骤（7）中所述的热固化处理时的加热温度控制为75~80℃。
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