CN112077325B - 一种强耐候性金属表面涂层的制备方法 - Google Patents

一种强耐候性金属表面涂层的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种强耐候性金属表面涂层的制备方法，包括以下步骤：（1）将金属、陶瓷粉末按照比例混合好后，放入球磨机中进行球磨，再加入乙醇将粉末完全润湿，球磨；（2）将混合均匀的粉末干燥；（3）在复合粉中加入2％‑6％的粘结剂，充分混合，放到压片机上压片：（4）将压好的块放到真空碳管炉中，加热到800℃‑1000℃，保温后冷却；（5）将烧结后的复合粉破碎，球磨，筛选出所需的粉末。本发明增加了研磨部件，通过循环球磨和研磨的方法，保证了金属粉末和陶瓷粉末之间的混合均匀，而且在球磨和研磨的双重作用下，既可以提高效率，还能提升质量，保证高耐候的特性。

Description

一种强耐候性金属表面涂层的制备方法
技术领域
本发明属于金属涂层技术领域，尤其是涉及一种强耐候性金属表面涂层的制备方法。
背景技术
耐候指的是材料如涂料、建筑用塑料、橡胶制品等，应用于室外经受气候的考验，如光照、冷热、风雨、细菌等造成的综合破坏，其耐受能力叫耐候性。而陶瓷微粉它的分散性好、遮盖力高、化学稳定性好、耐热温度高。可提高涂料的耐侯性。现有的强耐候性制备方法都是将复合粉末混合均匀后干燥，加粘结剂充分搅拌，而后烘干、 破碎，但这样的方法简单，制备出来的复合粉末的强度较差，混合不均匀，涂层的使用寿命短。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种金属粉与陶瓷粉间的充分混合的强耐候性金属表面涂层的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种强耐候性金属表面涂层的制备方法，包括以下步骤：（1）将金属、陶瓷粉末按照比例混合好后，放入球磨机中进行球磨，再加入乙醇将粉末完全润湿，球磨；（2）将混合均匀的粉末干燥；（3）在复合粉中加入2％-6％的粘结剂，充分混合，放到压片机上压片：（4）将压好的块放到真空碳管炉中，加热到800℃-1000℃，保温后冷却；（5）将烧结后的复合粉破碎，球磨，筛选出所需的粉末。其中所述球磨机包括筒体、电机、设于筒体上的进料口、设于筒体上的出料口、设于筒体上的第一球磨舱、设于筒体上的第二球磨舱、设于第二球磨舱上的第三球磨舱、设于所述筒体上的第一隔舱板、设于所述筒体上的第二隔舱板、设于所述第一隔舱板和第二隔舱板中间的研磨腔、设于所述第一球磨舱上的阶梯导向衬板、设于所述研磨腔上的研磨部件、设于所述第一隔舱板上的防漏部件、设于所述第二球磨舱上的第一衬板、设于所述第三球磨舱上的第二衬板；所述第一球磨舱，第二磨舱，第三球磨舱内分别设有磨球，且磨球依次从大到小分布;需要球磨时：把已经混合好的金属、陶瓷粉末从进料口中放入，启动电机，筒体开始转动，混合粉末在第一球磨舱内的磨球的作用下初步磨细，通过阶梯导向衬板，一些已经初步变细的粉末进入研磨腔，通过研磨部件进一步碾碎研磨，而且伴随着滚动的方式，提高了不同粉末之间的混合效果，研磨之后部分微小的粉末会进入到第三球磨舱进行精细研磨，而稍微大一点的会进入到第二球磨仓，通过磨球的模细之后在进入到研磨腔，重复多次直至进入第三研磨腔中通过多次循环往复的方法，既可以延长粉末之间混合的时间，使得粉末均匀混合，而且从碾磨到球磨，再通过球磨。使得粉末更加微小，从而快速达到所需要的颗粒细度，使最终形成的涂层达到高耐候性能的要求，其中第一球磨舱上的阶梯导向衬板，绕着中心轴线左低右高设置，通过倾斜的方法，当筒体逆时针转动时，粉末会逐渐往第一隔舱板运动，较小的粉末会进入到研磨腔中，阶梯导向衬板分成三层靠近中轴线的大，远离轴线的小，所以磨球进入不了阶梯导向板之间的空隙中，这样的方法可以有效筛选出在第一球磨舱内粗细不同的粉末，让细的进入到阶梯导向衬板之间的空隙中，再通过转动的方式逐渐往第一隔舱板方向运动，那些较粗的颗粒会通过磨球变成细的然后再通过间隙导入到第一隔舱板附近，这样的方法，可以始终保持着磨球对颗粒较粗的粉末进行初步研磨，避免了粗细颗粒都在一起，而降低球磨效率，最终球磨出来的颗粒度交均匀，不同粉末之间混合的程度较好，从而提高涂层的耐候性。
所述球磨机，其转速为580rpm；所述球磨，其时间为10h-24h;所述干燥，其温度为50-60℃
所述压片机，其压力为15MPa～20MPa，时间为10min。
所述真空碳管炉，其真空度保持在10-5Pa；所述保温，其时间为 1h-3h；所述筛选，是指筛选出直径为50μm的粉末。
所述研磨部件包括两端分别固定在所述第一隔舱板和所述第二隔舱板上的固定杆、可转动地套设在固定杆上的支撑块、对称设于支撑块上的支撑杆、分别可转动地设于所述支撑杆上的研磨配重筒、设于所述配重筒上的斜凹槽、设于研磨腔壁上且与所述斜凹槽相适配的斜凸齿、设于所述支撑块上的筛分组件；固定杆与支撑块之间形成一个可让支撑块位移的通槽；当初步球磨好的粉末通过第一隔舱板进入到研磨腔时，由于筒体本身是在转动的，而支撑块在研磨配重筒的重力下不发生转动，再通过研磨配重筒对粉末进行二次研磨碾碎。通过配置研磨配重筒的方式，使得研磨腔内的粉末可以进一步的被碾碎，而且在斜凹槽和斜凸齿的配合下，能够使配重筒发生转动，既可以让配重筒和内壁的接触面积更大，碾得更加细碎，而且接触面积更大，可以增加摩擦力，让研磨配重筒相对支撑杆进行转动，既减少了支撑杆的负重，又可以提高对粉末二次碾碎的效率，最终使得粉末更加细碎，从而让加工后的涂层质量、耐候性更好；支撑块可上下运动使为了防止遇到一些较硬的金属颗粒，防止配重杆强行把金属颗粒碾碎，通过轻微的位移可以方式对内壁造成破坏，延长设备使用寿命，而且还能通过循环研磨最终把较硬的金属颗粒碾碎，保证球磨之后出来的粉末通过率高，使制得的涂层质量比其他的好。
所述筛分组件包括对称设于所述支撑块上的收集块、设于所述收集块上的圆弧筛板、对称设于圆弧筛板上的限位凸块、设于圆弧筛板上且用于清理斜凸齿的清理板、设于第二隔舱板上且与所述第二球磨舱和所述研磨腔相连通的圆弧通口、对称设于圆弧筛板上的第一斜凸块、设于第二隔舱板上且与所述第三球磨舱和所述研磨腔相连通的矩形通口、设于所述支撑块上的第二斜凸块；所述圆弧通口两侧大中间小；所述第一斜凸块较低一侧朝向圆弧通口、所述第二斜凸块较低一侧朝向矩形通口；当对混合粉末进行研磨时，一些颗粒较小的会被研磨配重筒上的斜凹槽压进斜凸齿之间的间隙中，在筒体的转动下通过清理板掉落到圆弧筛板中。这样的过程一方面可以通过斜凸齿把较粗的粉末颗粒研磨的更加细碎，另一方面会有一个挤压效果，让粉末一直在间隙中在转动的过程时被清理板清理，掉落到圆弧筛板中，在间隙中的粉末如果颗粒还是较大的话，筒体在转动的时候，一些较大的颗粒会由于其重力在还没转动到收集块上时掉落，一方面可以对粗细不同的颗粒进行区分，另一方面转动再掉落能够让不同材料之间混合得更加均匀，提高最终成品的质量；那些被清理板松动从而掉落到圆弧筛板上的混合粉末，通过重力和震动，更加细小的会通过圆弧筛板的筛分，掉落到第二斜凸块上，在倾斜面上全部滑进第三球磨舱中进行最终的精细球磨，而较大的粉末颗粒会通过圆弧筛板的弧面滚到两侧的第一斜凸块上，通过设置限位块的方法，让限位块限制较细的粉末进入到第一斜凸块上，而且一方面那些较粗的颗粒粉末在撞击限位块上时，会让吸附在粗颗粒粉末上的细颗粒粉末脱离下来，从而对两者进行区分，但是限位块的高度不足以限制粗颗粒，还是让粗颗粒粉末进入到两侧的第一斜凸块上，再由其倾斜面把那些较粗的滑入到第二球磨舱中，经过第二球磨舱的球磨，被磨细的颗粒粉末会再次进入到研磨舱中，以形成一个循环，直至进入到第三球磨舱中，通过循环的方式，可以始终让那些较粗的颗粒不断被研磨和球磨,直到达到使用要求，使得到最后出来的混合粉末有很好的质量，通过这样的方法，使得最终的涂层再满足高耐候性要求的情况下进一步提高质量，增加性价比。
所述防漏部件包括设于所述第二隔舱板上的夹层、可转动地设于夹层上的第一防漏板、可上下运动地设于夹层上的第二防漏板；所述第一防漏板可堵住矩形通口；所述第二防漏板可堵住圆弧通口；当筒体在转动的时候，如果第一防漏板和第二防漏板在上方，第一防漏板会在重力的作用下顺时针转动，此时矩形通口处于连通状态，第二防漏板在重力的作用下往下运动，此时圆弧通口处于连通状态；当筒体转动180°时，第一防漏板在重力的作用下会逆时针转动，从而把矩形通口堵住，第二防漏板会往下运动，也会把圆弧通口堵住；因为筒体在转动的时候，第二球磨舱和第三球磨舱也是发生转动的，也是会发生转动的，通过最高点连通，最低点闭合的方法：可以有效地防止细的粉末逆流到粗的颗粒上去，增加粗细粉末的辨识率，提高了设备工作效率，从而增加涂层的性价比。
综上所述，本发明具有以下优点：通过增加了研磨部件和循环球磨与研磨的方法，保证了金属粉末和陶瓷粉末之间的混合均匀，而且在球磨和研磨的双重作用下，既可以提高效率，还能提升质量，保证高耐候的特性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的俯视图。
图3为图2沿A-A剖开的剖视立体图。
图4为图2沿B-B剖开的剖视立体图。
图5为图2沿C-C剖开的剖视图。
图6为本发明的研磨部件示意图。
图7为图5中A处的放大图。
图8为图3中B处的放大图。
具体实施方式
实施例1
一种强耐候性金属表面涂层的制备方法，包括以下步骤：(1)将金属、陶瓷粉末按照比例混合好后，放入球磨机中进行球磨，再加入乙醇将粉末完全润湿，球磨；（2）将混合均匀的粉末干燥；（3）在复合粉中加入2％的粘结剂，充分混合，放到压片机上压片：（4）将压好的块放到真空碳管炉中，加热到800℃，保温后冷却；（5）将烧结后的复合粉破碎，球磨，筛选出所需的粉末。
所述球磨机，其转速为580rpm；所述球磨，其时间为10h;所述干燥，其温度为50℃。
所述压片机，其压力为15MPa，时间为10min。
所述真空碳管炉，其真空度保持在10Pa；所述保温，其时间为 1h；所述筛选，是指筛选出直径为50μm的粉末。
如图1-7所示，所述球磨机包括筒体1、电机11、进料口12、出料口13、第一球磨舱141、第二球磨舱142、第三球磨舱143、第一隔舱板15、第二隔舱板16、研磨腔17、阶梯导向衬板18、研磨部件2、防漏部件4、第一衬板191、第二衬板192；进料口12设于筒体1上，出料口13设于筒体1上，第一球磨舱141设于筒体1上，第二球磨舱142设于筒体1上，第三球磨舱143设于第二球磨舱142上，第一隔舱板15设于所述筒体1上，第二隔舱板16设于所述筒体1上，研磨腔17设于所述第一隔舱板15和第二隔舱板16中间，阶梯导向衬板18设于所述第一球磨舱141上，研磨部件2设于所述研磨腔17上，防漏部件4设于所述第一隔舱板15上，第一衬板191设于所述第二球磨舱142上，第二衬板192设于所述第三球磨舱143上；所述第一球磨舱141，第二磨舱，第三球磨舱143内分别设有磨球，且磨球依次从大到小分布;需要球磨时：把已经混合好的金属、陶瓷粉末从进料口12中放入，启动电机11，筒体1开始转动，混合粉末在第一球磨舱141内的磨球的作用下初步磨细，通过阶梯导向衬板18，一些已经初步变细的粉末进入研磨腔17，通过研磨部件2进一步碾碎研磨，研磨之后部分微小的粉末会进入到第三球磨舱143进行精细研磨，而稍微大一点的会进入到第二球磨仓，通过磨球的模细之后在进入到研磨腔17，重复多次直至进入第三研磨腔17中。
如图3、6所示，所述研磨部件2包括固定杆21、支撑块22、支撑杆23、研磨配重筒24、斜凹槽25、斜凸齿26、筛分组件3；固定杆21两端分别固定在所述第一隔舱板15和所述第二隔舱板16上，支撑块22可转动地套设在固定杆21上，支撑杆23对称设于支撑块22上，研磨配重筒24分别可转动地设于所述支撑杆23上，斜凹槽25设于所述配重筒上，斜凸齿26设于研磨腔17壁上且与所述斜凹槽25相适配，筛分组件3设于所述支撑块22上；固定杆21与支撑块22之间形成一个可让支撑块22位移的通槽；当初步球磨好的粉末通过第一隔舱板15进入到研磨腔17时，由于筒体1本身是在转动的，而支撑块22在研磨配重筒24的重力下不发生转动，再通过研磨配重筒24对粉末进行二次研磨碾碎。
如图4、6所示，所述筛分组件3包括收集块31、圆弧筛板32、限位凸块33、清理板34、圆弧通口35、第一斜凸块36、矩形通口37、第二斜凸块38；收集块31对称设于所述支撑块22上，圆弧筛板32设于所述收集块31上，限位凸块33对称设于圆弧筛板32上，清理板34设于圆弧筛板32上且用于清理斜凸齿26，圆弧通口35设于第二隔舱板16上且与所述第二球磨舱142和所述研磨腔17相连通，第一斜凸块36对称设于圆弧筛板32上，矩形通口37设于第二隔舱板16上且与所述第三球磨舱143和所述研磨腔17相连通，第二斜凸块38设于所述支撑块22上；所述圆弧通口35两侧大中间小；所述第一斜凸块36较低一侧朝向圆弧通口35、所述第二斜凸块38较低一侧朝向矩形通口37；当对混合粉末进行研磨时，一些颗粒较小的会被研磨配重筒24上的斜凹槽25压进斜凸齿26之间的间隙中，在筒体1的转动下通过清理板34掉落到圆弧筛板32中。
如图4所示，所述防漏部件4包括夹层41、第一防漏板42、第二防漏板43；夹层41设于所述第二隔舱板16上，第一防漏板42可转动地设于夹层41上，第二防漏板43可上下运动地设于夹层41上；所述第一防漏板42可堵住矩形通口37；所述第二防漏板43可堵住圆弧通口35；当筒体1在转动的时候，如果第一防漏板42和第二防漏板43在上方，第一防漏板42会在重力的作用下顺时针转动，此时矩形通口37处于连通状态，第二防漏板43在重力的作用下往下运动，此时圆弧通口35处于连通状态；当筒体1转动180°时，第一防漏板42在重力的作用下会逆时针转动，从而把矩形通口37堵住，第二防漏板43会往下运动，也会把圆弧通口35堵住。
实施例2
一种强耐候性金属表面涂层的制备方法，包括以下步骤：(1)将金属、陶瓷粉末按照比例混合好后，放入球磨机中进行球磨，再加入乙醇将粉末完全润湿，球磨；（2）将混合均匀的粉末干燥；（3）在复合粉中加入6％的粘结剂，充分混合，放到压片机上压片：（4）将压好的块放到真空碳管炉中，加热到1000℃，保温后冷却；（5）将烧结后的复合粉破碎，球磨，筛选出所需的粉末。
所述球磨机，其转速为580rpm；所述球磨，其时间为24h;所述干燥，其温度为60℃。
所述压片机，其压力为20MPa，时间为10min。
所述真空碳管炉，其真空度保持在5Pa；所述保温，其时间为 13h；所述筛选，是指筛选出直径为50μm的粉末。
实施例3
一种强耐候性金属表面涂层的制备方法，包括以下步骤：(1)将金属、陶瓷粉末按照比例混合好后，放入球磨机中进行球磨，再加入乙醇将粉末完全润湿，球磨；（2）将混合均匀的粉末干燥；（3）在复合粉中加入4％的粘结剂，充分混合，放到压片机上压片：（4）将压好的块放到真空碳管炉中，加热到900℃，保温后冷却；（5）将烧结后的复合粉破碎，球磨，筛选出所需的粉末。
所述球磨机，其转速为580rpm；所述球磨，其时间为17h;所述干燥，其温度为55℃。
所述压片机，其压力为17.5MPa，时间为10min。
所述真空碳管炉，其真空度保持在7.5Pa；所述保温，其时间为 2h；所述筛选，是指筛选出直径为50μm的粉末。

Claims (6)

1.一种强耐候性金属表面涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将金属、陶瓷粉末按照比例混合好后，放入球磨机中进行球磨，再加入乙醇将粉末完全润湿，球磨；
(2)将混合均匀的粉末干燥；
(3)在复合粉中加入2％-6％的粘结剂，充分混合，放到压片机上压片：
(4)将压好的块放到真空碳管炉中，加热到800℃-1000℃，保温后冷却；
(5)将烧结后的复合粉破碎，球磨，筛选出所需的粉末；
其中所述球磨机包括筒体(1)、电机(11)、设于筒体(1)上的进料口(12)、设于筒体(1)上的出料口(13)、设于筒体(1)上的第一球磨舱(141)、设于筒体(1)上的第二球磨舱(142)、设于第二球磨舱(142)上的第三球磨舱(143)、设于所述筒体(1)上的第一隔舱板(15)、设于所述筒体(1)上的第二隔舱板(16)、设于所述第一隔舱板(15)和第二隔舱板(16)中间的研磨腔(17)、设于所述第一球磨舱(141)上的阶梯导向衬板(18)、设于所述研磨腔(17)上的研磨部件(2)、设于所述第一隔舱板(15)上的防漏部件(4)、设于所述第二球磨舱(142)上的第一衬板(191)、设于所述第三球磨舱(143)上的第二衬板(192)；所述第一球磨舱(141)，第二磨舱，第三球磨舱(143)内分别设有磨球，且磨球依次从大到小分布；需要用球磨机进行球磨时：把已经混合好的金属、陶瓷粉末从进料口(12)中放入，启动电机(11)，筒体(1)开始转动，混合粉末在第一球磨舱(141)内的磨球的作用下初步磨细，通过阶梯导向衬板(18)，一些已经初步变细的粉末进入研磨腔(17)，通过研磨部件(2)进一步碾碎研磨；
所述研磨部件(2)包括两端分别固定在所述第一隔舱板(15)和所述第二隔舱板(16)上的固定杆(21)、可转动地套设在固定杆(21)上的支撑块(22)、对称设于支撑块(22)上的支撑杆(23)、分别可转动地设于所述支撑杆(23)上的研磨配重筒(24)、设于所述配重筒上的斜凹槽(25)、设于研磨腔(17)壁上且与所述斜凹槽(25)相适配的斜凸齿(26)、设于所述支撑块(22)上的筛分组件(3)；固定杆(21)与支撑块(22)之间形成一个可让支撑块(22)位移的通槽；当初步球磨好的粉末通过第一隔舱板(15)进入到研磨腔(17)时，由于筒体(1)本身是在转动的，而支撑块(22)在研磨配重筒(24)的重力下不发生转动，再通过研磨配重筒(24)对粉末进行二次研磨碾碎。
2.根据权利要求1所述的强耐候性金属表面涂层的制备方法，其特征在于：所述球磨机，其转速为580rpm；所述球磨，其时间为10h-24h；所述干燥，其温度为50-60℃。
3.根据权利要求1所述的强耐候性金属表面涂层的制备方法，其特征在于：所述压片机，其压力为15MPa～20MPa，时间为10min。
4.根据权利要求1所述的强耐候性金属表面涂层的制备方法，其特征在于：所述真空碳管炉，其真空度保持在10-5Pa；所述保温，其时间为1h-3h；所述筛选，是指筛选出直径为50μm的粉末。
5.根据权利要求1所述的强耐候性金属表面涂层的制备方法，其特征在于：所述筛分组件(3)包括对称设于所述支撑块(22)上的收集块(31)、设于所述收集块(31)上的圆弧筛板(32)、对称设于圆弧筛板(32)上的限位凸块(33)、设于圆弧筛板(32)上且用于清理斜凸齿(26)的清理板(34)、设于第二隔舱板(16)上且与所述第二球磨舱(142)和所述研磨腔(17)相连通的圆弧通口(35)、对称设于圆弧筛板(32)上的第一斜凸块(36)、设于第二隔舱板(16)上且与所述第三球磨舱(143)和所述研磨腔(17)相连通的矩形通口(37)、设于所述支撑块(22)上的第二斜凸块(38)；所述圆弧通口(35)两侧大中间小；所述第一斜凸块(36)较低一侧朝向圆弧通口(35)、所述第二斜凸块(38)较低一侧朝向矩形通口(37)；当对混合粉末进行研磨时，一些颗粒较小的会被研磨配重筒(24)上的斜凹槽(25)压进斜凸齿(26)之间的间隙中，在筒体(1)的转动下通过清理板(34)掉落到圆弧筛板(32)中。
6.根据权利要求1所述的强耐候性金属表面涂层的制备方法，其特征在于：所述防漏部件(4)包括设于所述第二隔舱板(16)上的夹层(41)、可转动地设于夹层(41)上的第一防漏板(42)、可上下运动地设于夹层(41)上的第二防漏板(43)；所述第一防漏板(42)可堵住矩形通口(37)；所述第二防漏板(43)可堵住圆弧通口(35)；当筒体(1)在转动的时候，如果第一防漏板(42)和第二防漏板(43)在上方，第一防漏板(42)会在重力的作用下顺时针转动，此时矩形通口(37)处于连通状态，第二防漏板(43)在重力的作用下往下运动，此时圆弧通口(35)处于连通状态；当筒体(1)转动180°时，第一防漏板(42)在重力的作用下会逆时针转动，从而把矩形通口(37)堵住，第二防漏板(43)会往下运动，也会把圆弧通口(35)堵住。
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