CN111925712A - 一种用于止回阀的防锈涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于止回阀的防锈涂层及其制备方法，属于防锈涂层技术领域，包括基层和隔离层，所述基层的表面上涂覆有隔离层，所述基层由多孔石墨烯碳层和TiSiN层交替沉积形成；所述隔离层由涂料和固化剂按照质量配比为100：5的配比构成，所述涂料由以下质量百分比的组分构成：环氧树脂25～75％、离子捕捉剂16～36％、二氧化硅16～36％、硼化钒1.8～2.4％、粘接剂1.8～2.4％、分散剂0.6～1.2％、消泡剂0.6～1.2％、流平剂0.4～0.8％。不仅增加了防锈涂层的硬度，且提高了防锈涂层和止回阀内表面的粘结性能；通过离子捕捉剂、二氧化硅和硼化钒令防锈涂层具有耐腐蚀、耐磨和无附着的特性。

Description

一种用于止回阀的防锈涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及其防锈涂层技术领域，特别涉及其一种用于止回阀的防锈涂层及其制备方法。
背景技术
止回阀是指启闭件为圆形阀瓣并靠自身重量及介质压力产生动作来阻断介质倒流的一种阀门。属自动阀类，又称逆止阀、单向阀、回流阀或隔离阀。阀瓣运动方式分为升降式和旋启式，止回阀在使用过程中会和含有各种物质的水体直接接触，大部分水体中含有游离的金属离子，这部分离子会靠近止回阀不表面，进而腐蚀其表面结构层，造成锈蚀，因此需要在止回阀的表面涂覆防锈涂层，用以隔离，避免锈蚀。
专利号为CN201910330252.3公开了一种船舶甲板用防锈涂层，由如下重量份原料制成：硅丙乳液30～40份、丙烯酸乳液50～60份、聚乙烯蜡乳液2.5～3份、氟硅乳液28～34份、防锈颜料12～16份、填料3～5份、纳米二氧化硅2～3份、缓蚀剂3～4份、分散剂2～3份、消泡剂2～3份、水性流平剂1.5～2份、水性润湿剂1.5～2份、乙醇水溶液8～10份。通过在涂料中添加缓蚀剂和防锈颜料，以及底层、中间层和面层三层不同涂料的结构设计，各涂层之间相互配合，使制备的涂层具有较好的疏水性，耐水性可达到62d，耐酸碱性也能达到35d，盐雾性能可达到38d，具有良好的防腐蚀性能，但是上述专利中的防锈涂层并不适用于长期受水流冲击的阀门使用，易剥落，硬度低，耐磨性差，易被水中游离物质划伤并腐蚀，造成防锈效果差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于止回阀的防锈涂层及其制备方法，不仅增加了防锈涂层的硬度，且提高了防锈涂层和止回阀内表面的粘结性能，避免防锈涂层剥落；通过离子捕捉剂、二氧化硅和硼化钒令防锈涂层具有耐腐蚀、耐磨和无附着的特性，避免止回阀处因附着造成堵塞，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：一种用于止回阀的防锈涂层，包括基层和隔离层，所述基层的表面上涂覆有隔离层，所述基层由多孔石墨烯碳层和TiSiN层交替沉积形成，其中，TiSiN层和多孔石墨烯碳层的厚度均为1.8～3.0μm，且TiSiN层位于上层，多孔石墨烯碳层位于下层；所述隔离层由涂料和固化剂按照质量配比为100：5的配比构成，其中，固化剂为反应性聚酰胺树脂，所述涂料由以下质量百分比的组分构成：环氧树脂25～75％、离子捕捉剂16～36％、二氧化硅16～36％、硼化钒1.8～2.4％、粘接剂1.8～2.4％、分散剂0.6～1.2％、消泡剂0.6～1.2％、流平剂0.4～0.8％。
进一步地，所述涂料由以下质量百分比的组分构成：环氧树脂52％、离子捕捉剂24％、二氧化硅18％、硼化钒2％、粘接剂1.8％、分散剂0.8％、消泡剂0.8％、流平剂0.6％。
进一步地，所述涂料由以下质量百分比的组分构成：环氧树脂42％、离子捕捉剂29％、二氧化硅23％、硼化钒2％、粘接剂1.8％、分散剂0.8％、消泡剂0.8％、流平剂0.6％。
进一步地，所述涂料由以下质量百分比的组分构成：环氧树脂32％、离子捕捉剂34％、二氧化硅28％、硼化钒2％、粘接剂1.8％、分散剂0.8％、消泡剂0.8％、流平剂0.6％。
进一步地，所述离子捕捉剂为金属阳离子捕捉剂或金属阴离子捕捉剂。
进一步地，所述二氧化硅以正硅酸四乙酯和KH～570为原料改性获得的纳米二氧化硅颗粒。
进一步地，所述粘接剂为二聚酸基酸胺树脂。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于止回阀的防锈涂层的制备方法，包括以下步骤：
S101：基层制备，将抛光处理后的止回阀壳体装入真空室内采用多靶磁控溅射仪向其内外表面交替喷射TiSiN层和多孔石墨烯碳层；
S102：原料称取，按以下质量百分比称取原料：环氧树脂25～75％、离子捕捉剂16～36％、二氧化硅16～36％、硼化钒1.8～2.4％、粘接剂1.8～2.4％、分散剂0.6～1.2％、消泡剂0.6～1.2％、流平剂0.4～0.8％
S103：涂料制备，将配方量的环氧树脂、离子捕捉剂、二氧化硅、硼化钒及助剂投入到分散缸中，800～1000转/分分散15分钟，分散均匀即得涂料；
S104：隔离层制备，按涂料和固化剂为100：5的重量配比将其混合均匀，喷涂在基层上，获得隔离层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种用于止回阀的防锈涂层及其制备方法，采用多孔石墨烯碳层和TiSiN层交替沉积形成高硬度的基层，并在基层的多孔表面涂覆具有防锈作用的隔离层，不仅增加了防锈涂层的硬度，且提高了防锈涂层和止回阀内表面的粘结性能，避免防锈涂层剥落；通过离子捕捉剂、二氧化硅和硼化钒令防锈涂层具有耐腐蚀、耐磨和无附着的特性，避免止回阀处因附着造成堵塞。
附图说明
图1为本发明的用于止回阀的防锈涂层的制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
实施例一
参阅图1，一种用于止回阀的防锈涂层，包括基层和隔离层，基层的表面上涂覆有隔离层，基层由多孔石墨烯碳层和TiSiN层交替沉积形成，其中，TiSiN层和多孔石墨烯碳层的厚度均为1.8～3.0μm，且TiSiN层位于上层，多孔石墨烯碳层位于下层；隔离层由涂料和固化剂按照质量配比为100：5的配比构成，其中，固化剂为反应性聚酰胺树脂，涂料由以下质量百分比的组分构成：环氧树脂52％、离子捕捉剂24％、二氧化硅18％、硼化钒2％、粘接剂1.8％、分散剂0.8％、消泡剂0.8％、流平剂0.6％；离子捕捉剂为金属阳离子捕捉剂或金属阴离子捕捉剂；成型后的防锈涂层表面对金属阳离子或金属阴离子具有排斥作用，避免水中游离的金属阳离子或金属阴离子靠近止回阀内壁，进而避免金属阳离子或金属阴离子对涂层腐蚀；二氧化硅以正硅酸四乙酯和KH～570为原料改性获得的纳米二氧化硅颗粒，纳米二氧化硅颗粒令涂层成型后的表面具有微纳凹凸结构，对金属表面具有自洁防腐的作用；粘接剂为二聚酸基酸胺树脂。
为了更好的展现用于止回阀的防锈涂层的制备方法流程，本实施例现提出一种用于止回阀的防锈涂层的制备方法，包括以下步骤：
S101：基层制备，将抛光处理后的止回阀壳体装入真空室内采用多靶磁控溅射仪向其内外表面交替喷射TiSiN层和多孔石墨烯碳层；真空室抽真空到6×10～4Pa后通入Ar气，维持真空度在2～4Pa，控制功率为80～100W，具体是先采用喷涂功率100W的多靶磁控溅射仪向止回阀壳体内外表面喷涂TiSiN层，喷涂时间为1～5s，然后再用TiSi靶，控制溅射功率为300W的多靶磁控溅射仪向TiSiN层上喷涂多孔石墨烯碳层，时间持续3～2s，如此交替重复，最外层的为多孔石墨烯碳层；多孔石墨烯碳层的孔内填充涂料形成光洁表面，且增加隔离层2和基层之间的接触面积，增加粘结强度，进而提高防锈涂层的硬度；
S102：原料称取，按以下质量百分比称取原料：环氧树脂25～75％、离子捕捉剂16～36％、二氧化硅16～36％、硼化钒1.8～2.4％、粘接剂1.8～2.4％、分散剂0.6～1.2％、消泡剂0.6～1.2％、流平剂0.4～0.8％；环氧树脂为填充料，其作用为离子捕捉剂载体，硼化钒增加涂料成型后的耐磨性，避免流动的水中微物质划伤防锈表层，该防锈涂层适用于止回阀壳体内表面的涂抹，具有耐腐蚀、耐磨、无附着和高硬度的特点；
S103：涂料制备，将配方量的环氧树脂、离子捕捉剂、二氧化硅、硼化钒及助剂投入到分散缸中，800～1000转/分分散15分钟，分散均匀即得涂料；
S104：隔离层制备，按涂料和固化剂为100：5的重量配比将其混合均匀，喷涂在基层上，获得隔离层。
实施例二
参阅图1，一种用于止回阀的防锈涂层，包括基层和隔离层，基层的表面上涂覆有隔离层，基层由多孔石墨烯碳层和TiSiN层交替沉积形成，其中，TiSiN层和多孔石墨烯碳层的厚度均为1.8～3.0μm，且TiSiN层位于上层，多孔石墨烯碳层位于下层；隔离层由涂料和固化剂按照质量配比为100：5的配比构成，其中，固化剂为反应性聚酰胺树脂，涂料由以下质量百分比的组分构成：环氧树脂42％、离子捕捉剂29％、二氧化硅23％、硼化钒2％、粘接剂1.8％、分散剂0.8％、消泡剂0.8％、流平剂0.6％；离子捕捉剂为金属阳离子捕捉剂或金属阴离子捕捉剂；二氧化硅以正硅酸四乙酯和KH～570为原料改性获得的纳米二氧化硅颗粒，粘接剂为二聚酸基酸胺树脂。
为了更好的展现用于止回阀的防锈涂层的制备方法流程，本实施例现提出一种用于止回阀的防锈涂层的制备方法，包括以下步骤：
S101：基层制备，将抛光处理后的止回阀壳体装入真空室内采用多靶磁控溅射仪向其内外表面交替喷射TiSiN层和多孔石墨烯碳层；真空室抽真空到6×10～4Pa后通入Ar气，维持真空度在2～4Pa，控制功率为80～100W，具体是先采用喷涂功率100W的多靶磁控溅射仪向止回阀壳体内外表面喷涂TiSiN层，喷涂时间为1～5s，然后再用TiSi靶，控制溅射功率为300W的多靶磁控溅射仪向TiSiN层上喷涂多孔石墨烯碳层，时间持续3～2s，如此交替重复，最外层的为多孔石墨烯碳层；多孔石墨烯碳层的孔内填充涂料形成光洁表面，且增加隔离层2和基层之间的接触面积，增加粘结强度，进而提高防锈涂层的硬度；
S102：原料称取，按以下质量百分比称取原料：环氧树脂25～75％、离子捕捉剂16～36％、二氧化硅16～36％、硼化钒1.8～2.4％、粘接剂1.8～2.4％、分散剂0.6～1.2％、消泡剂0.6～1.2％、流平剂0.4～0.8％；环氧树脂为填充料，其作用为离子捕捉剂载体，硼化钒增加涂料成型后的耐磨性，避免流动的水中微物质划伤防锈表层，该防锈涂层适用于止回阀壳体内表面的涂抹，具有耐腐蚀、耐磨、无附着和高硬度的特点；
S103：涂料制备，将配方量的环氧树脂、离子捕捉剂、二氧化硅、硼化钒及助剂投入到分散缸中，800～1000转/分分散15分钟，分散均匀即得涂料；
S104：隔离层制备，按涂料和固化剂为100：5的重量配比将其混合均匀，喷涂在基层上，获得隔离层。
实施例三
参阅图1，一种用于止回阀的防锈涂层，包括基层和隔离层，基层的表面上涂覆有隔离层，基层由多孔石墨烯碳层和TiSiN层交替沉积形成，其中，TiSiN层和多孔石墨烯碳层的厚度均为1.8～3.0μm，且TiSiN层位于上层，多孔石墨烯碳层位于下层；隔离层由涂料和固化剂按照质量配比为100：5的配比构成，其中，固化剂为反应性聚酰胺树脂，涂料由以下质量百分比的组分构成：环氧树脂32％、离子捕捉剂34％、二氧化硅28％、硼化钒2％、粘接剂1.8％、分散剂0.8％、消泡剂0.8％、流平剂0.6％；离子捕捉剂为金属阳离子捕捉剂或金属阴离子捕捉剂；二氧化硅以正硅酸四乙酯和KH～570为原料改性获得的纳米二氧化硅颗粒；粘接剂为二聚酸基酸胺树脂；
为了更好的展现用于止回阀的防锈涂层的制备方法流程，本实施例现提出一种用于止回阀的防锈涂层的制备方法，包括以下步骤：
S101：基层制备，将抛光处理后的止回阀壳体装入真空室内采用多靶磁控溅射仪向其内外表面交替喷射TiSiN层和多孔石墨烯碳层；真空室抽真空到6×10～4Pa后通入Ar气，维持真空度在2～4Pa，控制功率为80～100W，具体是先采用喷涂功率100W的多靶磁控溅射仪向止回阀壳体内外表面喷涂TiSiN层，喷涂时间为1～5s，然后再用TiSi靶，控制溅射功率为300W的多靶磁控溅射仪向TiSiN层上喷涂多孔石墨烯碳层，时间持续3～2s，如此交替重复，最外层的为多孔石墨烯碳层；多孔石墨烯碳层的孔内填充涂料形成光洁表面，且增加隔离层2和基层之间的接触面积，增加粘结强度，进而提高防锈涂层的硬度；
S102：原料称取，按以下质量百分比称取原料：环氧树脂25～75％、离子捕捉剂16～36％、二氧化硅16～36％、硼化钒1.8～2.4％、粘接剂1.8～2.4％、分散剂0.6～1.2％、消泡剂0.6～1.2％、流平剂0.4～0.8％；环氧树脂为填充料，其作用为离子捕捉剂载体，硼化钒增加涂料成型后的耐磨性，避免流动的水中微物质划伤防锈表层，该防锈涂层适用于止回阀壳体内表面的涂抹，具有耐腐蚀、耐磨、无附着和高硬度的特点；
S103：涂料制备，将配方量的环氧树脂、离子捕捉剂、二氧化硅、硼化钒及助剂投入到分散缸中，800～1000转/分分散15分钟，分散均匀即得涂料；
S104：隔离层制备，按涂料和固化剂为100：5的重量配比将其混合均匀，喷涂在基层上，获得隔离层。
对上述实施例中喷涂有防锈涂层的止回阀进行表面性能检测，测试结果如下表：
Figure BDA0002617074540000071
Figure BDA0002617074540000081
由上表数据可以看出：本发明制备的用于止回阀的防锈涂层具有高硬度，优良的抗划伤、耐磨性能，且对通过止水阀的游离金属离子具有抗性，无附着，可自洁，具有良好的耐酸耐碱性能，可长时间受水流冲击不剥落，粘结力强。
综上所述：本发明提出的一种用于止回阀的防锈涂层及其制备方法，采用多孔石墨烯碳层和TiSiN层交替沉积形成高硬度的基层，并在基层的多孔表面涂覆具有防锈作用的隔离层，不仅增加了防锈涂层的硬度，且提高了防锈涂层和止回阀内表面的粘结性能，避免防锈涂层剥落；通过离子捕捉剂、二氧化硅和硼化钒令防锈涂层具有耐腐蚀、耐磨和无附着的特性，避免止回阀处因附着造成堵塞。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于止回阀的防锈涂层，其特征在于，包括基层和隔离层，所述基层的表面上涂覆有隔离层，所述基层由多孔石墨烯碳层和TiSiN层交替沉积形成，其中，TiSiN层和多孔石墨烯碳层的厚度均为1.8～3.0μm，且TiSiN层位于上层，多孔石墨烯碳层位于下层；所述隔离层由涂料和固化剂按照质量配比为100：5的配比构成，其中，固化剂为反应性聚酰胺树脂，所述涂料由以下质量百分比的组分构成：环氧树脂25～75％、离子捕捉剂16～36％、二氧化硅16～36％、硼化钒1.8～2.4％、粘接剂1.8～2.4％、分散剂0.6～1.2％、消泡剂0.6～1.2％、流平剂0.4～0.8％。
2.如权利要求1所述的一种用于止回阀的防锈涂层，其特征在于，所述涂料由以下质量百分比的组分构成：环氧树脂52％、离子捕捉剂24％、二氧化硅18％、硼化钒2％、粘接剂1.8％、分散剂0.8％、消泡剂0.8％、流平剂0.6％。
3.如权利要求1所述的一种用于止回阀的防锈涂层，其特征在于，所述涂料由以下质量百分比的组分构成：环氧树脂42％、离子捕捉剂29％、二氧化硅23％、硼化钒2％、粘接剂1.8％、分散剂0.8％、消泡剂0.8％、流平剂0.6％。
4.如权利要求1所述的一种用于止回阀的防锈涂层，其特征在于，所述涂料由以下质量百分比的组分构成：环氧树脂32％、离子捕捉剂34％、二氧化硅28％、硼化钒2％、粘接剂1.8％、分散剂0.8％、消泡剂0.8％、流平剂0.6％。
5.如权利要求1所述的一种用于止回阀的防锈涂层，其特征在于，所述离子捕捉剂为金属阳离子捕捉剂或金属阴离子捕捉剂。
6.如权利要求1所述的一种用于止回阀的防锈涂层，其特征在于，所述二氧化硅以正硅酸四乙酯和KH～570为原料改性获得的纳米二氧化硅颗粒。
7.如权利要求1所述的一种用于止回阀的防锈涂层，其特征在于，所述粘接剂为二聚酸基酸胺树脂。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的用于止回阀的防锈涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101：基层制备，将抛光处理后的止回阀壳体装入真空室内采用多靶磁控溅射仪向其内外表面交替喷射TiSiN层和多孔石墨烯碳层；
S102：原料称取，按以下质量百分比称取原料：环氧树脂25～75％、离子捕捉剂16～36％、二氧化硅16～36％、硼化钒1.8～2.4％、粘接剂1.8～2.4％、分散剂0.6～1.2％、消泡剂0.6～1.2％、流平剂0.4～0.8％；
S103：涂料制备，将配方量的环氧树脂、离子捕捉剂、二氧化硅、硼化钒及助剂投入到分散缸中，800～1000转/分分散15分钟，分散均匀即得涂料；
S104：隔离层制备，按涂料和固化剂为100：5的重量配比将其混合均匀，喷涂在基层上，获得隔离层。
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