CN114517022B - 一种耐磨防粘附涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种耐磨防粘附涂料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本申请涉及金属表面处理技术领域，更具体地说，它涉及一种耐磨防粘附涂料及制备方法和应用。耐磨防粘附涂料，包括如下重量份数的组分：碳化硅80‑100份；烧结助剂10‑20份；粘结剂10‑15份；钛铝酸钙5‑8份；二氧化钛2‑3份；硅化锆0.5‑1份。本申请中由上述碳化硅、钛铝酸钙、二氧化钛和硅化锆组成的涂料，其中固化于加热辊辊面形成陶瓷防护层后，除通过其本身的特性赋予了辊面优良的硬度和防尘性能外，其与金属基体的结合力和强度显著增强，不易发生脱落。

Description

一种耐磨防粘附涂料及其制备方法和应用
技术领域
本申请涉及金属表面处理技术领域，更具体地说，它涉及一种耐磨防粘附涂料及制备方法和应用。
背景技术
电磁感应加热辊，是根据电磁感应加热金属的原理制备而成的高端加热辊，由于其相比传统的导热油加热辊、电加热辊，具有温度高、温度均匀性好、能耗低、无污染等优点，被广泛应用于各类片材的压延定型领域，但高分子材料在高温下熔融存有粘附在辊面的风险，因此如何保障辊面的加工质量也就成了当下首要解决的技术问题。
相关技术中采用在辊面涂设有机聚四氟乙烯涂料的方式，以实现对辊面的防护作用，可有效防止高分子材料粘结到辊面，但经上述处理步骤形成的有机聚四氟乙烯涂层，其与金属基体的结合力和强度差，容易因外力脱落，且有机涂层的耐磨性较差，生产过程中其涂层结构易被尖锐物体破坏，继而影响产品的加工质量。
因此，迫切需要提供一种能够兼具耐磨性和防粘附作用的防护涂料，其在涂设于辊面后，可有效保障电磁感应加热辊的辊面质量。
发明内容
为使得耐磨防粘附涂料能够有效保障电磁感应加热辊的辊面质量，赋予其优良的耐磨性和防粘附性，本申请提供一种耐磨防粘附涂料及制备方法和应用。
第一方面，本申请提供一种耐磨防粘附涂料，采用如下的技术方案：
一种耐磨防粘附涂料，包括如下重量份数的组分：碳化硅80-100份；烧结助剂10-20份；粘结剂10-15份；钛铝酸钙5-8份；二氧化钛2-3份；硅化锆0.5-1份。
通过采用上述技术方案，由上述组分组成的陶瓷类涂料，其与金属基体具有更优的相容性，可显著降低基体与涂料间的界面阻力，继而涂料涂设在辊面后，不易发生脱落，且兼具了陶瓷高硬度及质密的优点；
分析其原因可能是：由于碳化硅可在钛铝酸钙、二氧化钛、硅化锆以及烧结助剂和粘结助剂的作用下，相复配结合形成致密度强和硬度高的涂层结构，其致密度高达99.2-99.8％，硬度高达20.2-21.6GPa，不易发生磨损的同时，可有效减少灰尘的积附，从而保障了电磁感应加热辊的辊面质量。
优选的，所述烧结助剂为碳化硼、氟硅酸锌、锂酸铝和硼化硅中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，上述组分的烧结助剂除均能在涂料的制备过程中，通过活化各组分晶格，降低烧结温度并赋予各组分更优的结合性能外，还可通过抑制晶型转变，保障产品的成型质量，其结构更为致密的同时，不易发生开裂。
优选的，所述粘结剂为酚醛树脂、丙烯酸树脂和环氧树脂中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，上述组分的粘结剂除均能赋予各组分较优的结合性能、保障产品的成型质量外，粘结剂中的各组分还具有复配效果，可通过交联成网络结构，以进一步增强产品的致密度。
优选的，还包括2-5份的稀土硅酸盐，所述稀土硅酸盐的平均粒径为20-80nm。
优选的，所述稀土硅酸盐为Gd2SiO5、Lu2SiO5、La2SiO5、Er2SiO5中的一种或多种。
优选的，所述稀土硅酸盐由Gd2SiO5、Lu2SiO5和Er2SiO5按重量比1:(0.2-0.3):(0.3-0.5) 组成。
通过采用上述技术方案，上述组分及配比的稀土硅酸盐其在掺入涂料体系内后，可显著增强涂料固化后的硬度和耐高温性能，且各组分的稀土硅酸盐之间具有一定复配效果；事实证明上述稀土硅酸盐的掺入可显著提升涂料固化后的硬度，其高达22.1-23.3GPa，相比为掺入前提升了2-8％，且稀土硅酸盐过量时，则硬度基本不提升甚至有所降低，且具有微弱荧光，因此综合性能和生产成本优选为上述配比。
第二方面，本申请提供一种耐磨防粘附涂料的制备方法，采用如下的技术方案：一种耐磨防粘附涂料的制备方法，具体步骤如下：按重量份数对碳化硅、烧结助剂、粘结剂、钛铝酸钙、二氧化钛粉和硅化锆进行湿法球磨混合后，即得耐磨防粘附涂料。
通过采用上述技术方案，上述制备步骤较为简易，且各项条件易于控制和达到，因此适用于产业化生产，所得的耐磨防粘附涂料其性能稳定均一。
优选的，先向涂层浆料中加入乙醇，涂层浆料与乙醇的用量比为1:(0.01-0.02)，再加入稀土硅酸盐，然后混合均匀，即得耐磨防粘附涂料。
通过采用上述技术方案，乙醇的掺入，可进一步提升稀土硅酸盐的复配效果，其在掺入耐磨防粘附涂料体系后，有利于保障涂层结构的力学性能。
第三方面，本申请提供一种耐磨防粘附涂料的应用，采用如下的技术方案：
一种耐磨防粘附涂料的应用，所述的耐磨防粘附涂料可应用于电磁感应加热辊的辊面处理。
优选的，其辊面处理的步骤如下：
S1、辊面预处理：先对初加工电磁加热辊的辊体进行喷砂粗化处理，所用喷丸为碳化硅陶瓷粉末，待电磁加热辊体的辊面粗糙度至Ra0.5-1.0，再进行除油处理，并进行清洗备用；
S2、熔融造粒：先将权利要求1-8中任一所述的耐磨防粘附涂料加热升温至1200-2000℃，使其呈熔融状态后，喷雾法造粒，得平均粒径为5-20μm的涂料颗粒；
S3、涂料喷涂：采用等离子热喷涂的方式将S2中所得的涂料颗粒，均匀喷涂在电磁加热辊的辊面，待涂层固化成型后，即可完成耐磨防粘附涂层的涂设；
其中，喷嘴与辊面的距离，即热喷涂距离为150-250mm；等离子电流为420-480A、电压为 380-400V；等离子气体的通入量为300-500L/min,由氮气和氢气按重量比1:(0.3-0.5)；
S4、辊面精磨、抛光：对设有耐磨防粘附涂层的电磁加热辊进行精磨、抛光，即可完成对辊面的表面处理。
通过采用上述技术方案，经上述方法喷涂固化的涂层结构，其与辊面的结合性能最优，喷丸为碳化硅陶瓷，减少了杂质残留对结合性能的影响，且具有优良的致密度和力学性能，在上述喷涂条件下，致密化速度更快，可有效减少不稳定气孔的产生，从而保障了电磁感应加热辊的辊面质量。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请通过上述组分的复配，赋予了涂层结构与金属基体更优的相容性，可显著降低基体与涂层结构间的界面阻力，继而涂料涂设在辊面后，不易发生脱落，且兼具了陶瓷高硬度及质密的优点；
2、本申请通过掺入稀土硅酸盐，可显著增强涂料固化后的硬度和耐高温性能，且各组分的稀土硅酸盐之间具有一定复配效果；
3、本申请中制备方法较为简便，适用于产业化大批量生产的同时，所制得耐磨防粘附涂料的性能稳定均一，均具有优良硬度和致密度；
4、本申请中的涂设方法，具有优良的致密化速度，继而可有效减少不稳定气孔的产生，保障涂层结构的致密度和力学性能，从而赋予了电磁感应加热辊优良的辊面质量。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请的各实施例和对比例中所用的原料，除下述特殊说明之外，其他均为市售。
酚醛树脂，CAS:9003-35-4；
丙烯酸树脂，CAS：25035-69-2；
环氧树脂，CAS号：61788-97-4；
等离子喷涂机，型号PLAZJET(TM)-2-200，采购自美国BROWNING。
实施例
实施例1
一种耐磨防粘附涂料，各组分及其相应的重量如表1所示，并通过如下制备方法制得：
按对应重量份数将碳化硅粉末、烧结助剂、粘结剂、钛铝酸钙粉末、二氧化钛粉和硅化锆投入球磨机后，以水为球磨液进行湿法球磨混合3h，即得耐磨防粘附涂料；其中烧结助剂为碳化硼；粘结剂为环氧树脂。
实施例2-6
一种耐磨防粘附涂料，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量如表1所示。
表1：实施例1-6中各组分及其重量(kg)
Figure BDA0003492355710000041
实施例7
一种耐磨防粘附涂料，除烧结助剂为氟硅酸锌外，其他均与实施例1相同。
实施例8
一种耐磨防粘附涂料，除烧结助剂为锂酸铝外，其他均与实施例1相同。
实施例9
一种耐磨防粘附涂料，除烧结助剂由碳化硼和氟硅酸锌按重量比1:0.3组成外，其他均与实施例1相同。
实施例10
一种耐磨防粘附涂料，除烧结助剂由碳化硼、氟硅酸锌和锂酸铝按重量比1:0.2:0.5组成外，其他均与实施例1相同。
实施例11
一种耐磨防粘附涂料，除粘结剂为丙烯酸树脂外，其他均与实施例1相同。
实施例12
一种耐磨防粘附涂料，除粘结剂由酚醛树脂、丙烯酸树脂和环氧树脂按重量比1:0.5:4组成外，其他均与实施例1相同。
实施例13
一种耐磨防粘附涂料，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量如表2所示，还包括平均粒径为60nm的稀土硅酸盐，稀土硅酸盐由Gd2SiO5和Lu2SiO5按重量比1:0.3组成，并通过如下制备方法制得：
按对应重量份数将碳化硅粉末、烧结助剂、粘结剂、钛铝酸钙粉末、二氧化钛粉和硅化锆投入球磨机后，以水为球磨液进行湿法球磨混合3h后，得混合物后；
先向混合物中加入乙醇，混合物与乙醇的用量比为1:0.01，再加入稀土硅酸盐，然后继续球磨30min至混合均匀，即得耐磨防粘附涂料，本申请中所用稀土硅酸盐由含稀土原料和二氧化硅于1200℃煅烧制得。
实施例14-16
一种耐磨防粘附涂料，与实施例13的不同之处在于，各组分及其相应的重量如表2所示。
表2：实施例13-16中各组分及其重量(kg)
Figure BDA0003492355710000051
实施例17
一种耐磨防粘附涂料，除稀土硅酸盐由Gd2SiO5、Lu2SiO5和Er2SiO5按重量比1:0.2:0.3组成外，其他均与实施例13相同。
实施例18
一种耐磨防粘附涂料，除稀土硅酸盐由Gd2SiO5、Lu2SiO5和Er2SiO5按重量比1:0.2:0.4组成外，其他均与实施例13相同。
实施例19
一种耐磨防粘附涂料，除稀土硅酸盐由Gd2SiO5、Lu2SiO5和Er2SiO5按重量比1:0.3:0.5组成外，其他均与实施例13相同。
实施例20
一种耐磨防粘附涂料，除稀土硅酸盐由Gd2SiO5、Lu2SiO5和Er2SiO5按重量比1:0.1:0.8组成外，其他均与实施例13相同。
性能检测试验
选取应用例和对比例中由耐磨防粘附涂料固化而成的涂层结构作为检测对象，分别测试其硬度和致密度，具体检测步骤和检测标准如下：
1)维氏硬度检测
涂层试样平行设置有三组，厚度均为1mm，具体检测步骤和检测标准均参照GB/T16534- 1996《工程陶瓷维氏硬度试验方法》，测试结果取平均值记入下表中，用以评价材料的表面硬度和耐磨性能。
2)致密度检测
涂层试样的致密度，即相对密度，由体积密度/理论密度来表征，其中理论密度可采用XRD测试获得，体积密度可用阿基米德排水法测得，致密度越高，说明涂层结构的力学性能更优，且表面更为致密光滑，因而不易产生灰尘积附。
应用例
应用例1
一种带有耐磨防粘附涂层的电磁感应加热辊，应用如制备例1中制得的耐磨防粘附涂料，并通过如下制备方法制得：
S1、辊面预处理：先对粗加工电磁加热辊的辊体进行喷砂粗化处理，所用喷丸为碳化硅陶瓷粉末，待电磁加热辊体的辊面粗糙度至Ra0.8，再进行除油处理，并进行清洗备用；
S2、熔融造粒：先将制备例1中的耐磨防粘附涂料加热升温至1800℃，使其呈熔融状态后，喷雾法造粒，得平均粒径为10μm的涂料颗粒；
S3、涂料喷涂：采用等离子热喷涂机将S2中所得的涂料颗粒，均匀喷涂在电磁加热辊的辊面，待涂层固化成型后，即可完成耐磨防粘附涂层的涂设；
其中，喷嘴与辊面的距离，即热喷涂距离为200mm；
等离子电流为420A、电压为380V；
等离子气体的通入量为300L/min,由氮气和氢气按重量比1:0.3；
S4、辊面精磨、抛光：对设有耐磨防粘附涂层的电磁加热辊进行精磨、抛光，即可完成对辊面的表面处理。
应用例2-6
一种带有耐磨防粘附涂层的电磁感应加热辊，与应用例1的不同之处在于，所用耐磨防粘附涂料的使用情况不同，具体对应关系下表所示。
表：应用例2-6中耐磨防粘附涂料使用情况对照表
组别 耐磨防粘附涂料
应用例2 由实施例2制得
应用例3 由实施例3制得
应用例4 由实施例4制得
应用例5 由实施例5制得
应用例6 由实施例6制得
抽取应用例1-6中制得涂层试样各三组，按上述测量步骤和测量标准测量其硬度和致密度，取平均值记入下表。
Figure BDA0003492355710000071
Figure BDA0003492355710000081
从上表中可以看出，应用例1-6中由上述组分制得耐磨防粘附涂层具有优良的硬度和致密度，其硬度高达20.2-21.6GPa，整体耐磨性较强，不易发生损耗；其致密度高达99.2- 99.8％，陶瓷涂层结构较为密实外，表面平整，可有效减少灰尘的积附，从而保障了电磁感应加热辊的辊面质量；
从上表中还可以看出，应用例3-4为优选例，相比应用例1-2，其硬度小幅度降低，但致密度进一步提高，因此在作为保护涂层时，具有较优的应用效果，且当烧结助剂与粘结剂的含量进一步增加时，涂层结构并未如预料中的性能进一步提升，具体参见应用例5-6。
综上所述，由上述组成组成的陶瓷类涂料，其兼具了陶瓷高硬度及质密光滑的优点，且与金属基体具有更优的相容性，可显著降低基体与涂料间的界面阻力，继而涂料涂设在辊面后，不易发生脱落，从而保障了电磁感应加热辊的辊面质量。
应用例7-10
一种带有耐磨防粘附涂层的电磁感应加热辊，与应用例1的不同之处在于，所用耐磨防粘附涂料的使用情况不同，具体对应关系下表所示。
表：应用例7-10中耐磨防粘附涂料使用情况对照表
组别 耐磨防粘附涂料
应用例7 由实施例7制得
应用例8 由实施例8制得
应用例9 由实施例9制得
应用例10 由实施例10制得
抽取应用例7-10中制得涂层试样各三组，按上述测量步骤和测量标准测量其硬度和致密度，取平均值记入下表。
Figure BDA0003492355710000082
Figure BDA0003492355710000091
从上表中可以看出，应用例1、7-10中由上述烧结助剂制得耐磨防粘附涂层具有优良的硬度和致密度，其硬度高达21.6-21.7GPa，不易发生损耗；其致密度高达99.2-99.6％，陶瓷涂层结构较为密实外，表面平整，可有效减少灰尘的积附，从而保障了电磁感应加热辊的辊面质量；
进一步，应用例9-10为优选例，相比应用例1、7-8，其硬度和致密度均进一步提高，分析其原因可能是由于上述烧结助剂的各组分之间具有一定复配效果，均优于相比单独使用任一组分。
综上所述，上述组分的烧结助剂除均能在涂料的制备过程中，通过各组分的复配活化各组分晶格，降低烧结温度并赋予各组分更优的结合性能外，还可通过抑制晶型转变，保障涂层结构致密度，且不易发生开裂。
应用例11-12
一种带有耐磨防粘附涂层的电磁感应加热辊，与应用例1的不同之处在于，所用耐磨防粘附涂料的使用情况不同，具体对应关系下表所示。
表：应用例11-12中耐磨防粘附涂料使用情况对照表
组别 耐磨防粘附涂料
应用例11 由实施例11制得
应用例12 由实施例12制得
抽取应用例11-12中制得涂层试样各三组，按上述测量步骤和测量标准测量其硬度和致密度，取平均值记入下表。
Figure BDA0003492355710000092
Figure BDA0003492355710000101
从上表中可以看出，应用例1、11-12中由上述粘结剂制得耐磨防粘附涂层具有优良的硬度和致密度，其硬度高达21.6GPa，不易发生损耗；其致密度高达99.2-99.6％，陶瓷涂层结构较为密实外，表面平整，可有效减少灰尘的积附，从而保障了电磁感应加热辊的辊面质量；
进一步，应用例12为优选例，相比应用例1、11，其硬度和致密度均进一步提高，分析其原因可能是由于上述粘结剂的各组分之间具有一定复配效果，均优于相比单独使用任一组分。
综上所述，上述组分的粘结剂可进一步增强涂层结构的致密度，除均能赋予各组分较优的结合性能、保障产品的成型质量外，粘结剂中的各组分还具有复配效果，可交联成致密的网络结构。
应用例13-16
一种带有耐磨防粘附涂层的电磁感应加热辊，与应用例1的不同之处在于，所用耐磨防粘附涂料的使用情况不同，具体对应关系下表所示。
表：应用例13-16中耐磨防粘附涂料使用情况对照表
组别 耐磨防粘附涂料
应用例13 由实施例13制得
应用例14 由实施例14制得
应用例15 由实施例15制得
应用例16 由实施例16制得
对比例1
一种带有耐磨防粘附涂层的电磁感应加热辊，与应用例1的不同之处在于，稀土硅酸盐掺入涂料体系进行球磨时没有加入乙醇。
抽取应用例13-16中制得涂层试样各三组，按上述测量步骤和测量标准测量其硬度和致密度，取平均值记入下表。
Figure BDA0003492355710000111
从上表中可以看出，应用例13-16中掺入稀土硅酸盐制得耐磨防粘附涂层具有更为优良的硬度和致密度，其硬度高达22.1-22.5GPa，相比实施例1提升了2-4％；其致密度高达 99.3-99.4％，陶瓷涂层结构较为密实外，表面平整不易积附灰尘，从而保障了电磁感应加热辊的辊面质量；
进一步，应用例15为优选例，其对涂层硬度和致密度的提升最为显著，且稀土硅酸盐过量时，则硬度有所降低，参见应用例16，且具有微弱荧光，因此综合性能和生产成本优选为上述配比。
从上表还可知，由于对比例1中没有加入乙醇，影响了稀土硅酸盐与其他组分的复配效果，其硬度仅为21.8GPa，致密度仅为99.3％,提升效果较弱。
综上所述，上述组分及配比的稀土硅酸盐其在掺入涂料体系内后，可显著增强涂料固化后的硬度和耐高温性能，且在乙醇的作用下，其各组分的复配效果更优。
应用例17-20
一种带有耐磨防粘附涂层的电磁感应加热辊，与应用例13的不同之处在于，所用耐磨防粘附涂料的使用情况不同，具体对应关系下表所示。
表：应用例17-20中耐磨防粘附涂料使用情况对照表
Figure BDA0003492355710000112
Figure BDA0003492355710000121
抽取应用例17-20中制得涂层试样各三组，按上述测量步骤和测量标准测量其硬度和致密度，取平均值记入下表。
Figure BDA0003492355710000122
从上表中可以看出，应用例17-20中由上述组分稀土硅酸盐制得耐磨防粘附涂层具有更为优良的硬度和致密度，其硬度高达22.5-23.3GPa，相比实施例13提升了1-5％；其致密度高达99.3-99.4％，陶瓷涂层结构较为密实外，表面平整不易积附灰尘，从而保障了电磁感应加热辊的辊面质量；
进一步，应用例17-19为优选例，可见稀土硅酸盐由Gd2SiO5、Lu2SiO5和Er2SiO5按重量比1:(0.2-0.3):(0.3-0.5)组成时，其对涂层硬度和致密度的提升最为显著，且超出该配比范围后，其性能会显著下降甚至丧失组分间的复配效果，参见应用例20。
综上所述，上述组分及配比的稀土硅酸盐其在掺入涂料体系内后，均可显著增强涂料固化后的硬度和耐高温性能，且各组分的稀土硅酸盐之间具有一定复配效果。
应用例21
一种带有耐磨防粘附涂层的电磁感应加热辊，与应用例1的不同之处在于，S3中的工艺条件不同：
其中，喷嘴与辊面的距离，即热喷涂距离为200mm；
等离子电流为450A、电压为390V；
等离子气体的通入量为300L/min,由氮气和氢气按重量比1:0.3。
应用例22
一种带有耐磨防粘附涂层的电磁感应加热辊，与应用例1的不同之处在于，S3中的工艺条件不同：
其中，喷嘴与辊面的距离，即热喷涂距离为200mm；
等离子电流为480A、电压为400V；
等离子气体的通入量为300L/min,由氮气和氢气按重量比1:0.3。
应用例23
一种带有耐磨防粘附涂层的电磁感应加热辊，与应用例1的不同之处在于，S3中的工艺条件不同：
其中，喷嘴与辊面的距离，即热喷涂距离为200mm；
等离子电流为480A、电压为400V；
等离子气体的通入量为400L/min,由氮气和氢气按重量比1:0.4。
应用例24
一种带有耐磨防粘附涂层的电磁感应加热辊，与应用例1的不同之处在于，S3中的工艺条件不同：
其中，喷嘴与辊面的距离，即热喷涂距离为200mm；
等离子电流为480A、电压为400V；
等离子气体的通入量为500L/min,由氮气和氢气按重量比1:0.5。
抽取应用例21-24中制得涂层试样各三组，按上述测量步骤和测量标准测量其硬度和致密度，取平均值记入下表。
Figure BDA0003492355710000131
从上表中可以看出，应用例1、21-24中由上述工艺制得耐磨防粘附涂层具有更为优良的致密度，其硬度为21.6GPa，致密度高达99.2-99.5％，均高于99％，陶瓷涂层结构较为
密实外，表面平整不易积附灰尘，从而保障了电磁感应加热辊的辊面质量；
进一步，由应用例1、21-24可知，喷涂距离一定，电压和电流强度越大，其致密化速度更快，可有效减少不稳定气孔的产生，从而保障了电磁感应加热辊的辊面质量，且随着电压和电流强度的增强，还需对应的增加等离子气体的通入，否则不利于喷涂作业的进行；
综上所述，经上述喷涂条件喷涂制得的涂层，由于其致密化速度更快，可有效减少不稳定气孔的产生，从而保障了电磁感应加热辊的辊面质量，且涂层与辊面的结合性能最优，喷丸为碳化硅陶瓷粉末，减少了杂质残留对结合性能的影响。
本具体应用例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本应用例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种耐磨防粘附涂料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：碳化硅 80-100份；烧结助剂10-20份；粘结剂10-15份；钛铝酸钙5-8份；二氧化钛 2-3份；硅化锆0.5-1份；稀土硅酸盐2-5份；乙醇若干；
所述碳化硅、烧结助剂、粘结剂、钛铝酸钙、二氧化钛粉和硅化锆的总量与乙醇的用量比为1:(0.01-0.02)；
所述稀土硅酸盐由Gd2SiO5、Lu2SiO5和Er2SiO5按重量比1:(0.2-0.3):(0.3-0.5)组成，所述稀土硅酸盐的平均粒径为20-80nm。
2.根据权利要求1所述的耐磨防粘附涂料，其特征在于，所述烧结助剂为碳化硼、氟硅酸锌、锂酸铝和硼化硅中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的耐磨防粘附涂料，其特征在于，所述粘结剂为酚醛树脂、丙烯酸树脂和环氧树脂中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3任一所述耐磨防粘附涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
先按重量份数对碳化硅、烧结助剂、粘结剂、钛铝酸钙、二氧化钛粉和硅化锆进行湿法球磨混合后，得涂层浆料；
再向涂层浆料中加入乙醇，涂层浆料与乙醇的用量比为1:(0.01-0.02)，再加入稀土硅酸盐，然后混合均匀，即得耐磨防粘附涂料。
5.一种权利要求1-3任一所述耐磨防粘附涂料的应用，其特征在于，所述的耐磨防粘附涂料可应用于电磁感应加热辊的辊面处理。
6.根据权利要求5所述的耐磨防粘附涂料的应用，其特征在于，其辊面处理的步骤如下：
S1、辊面预处理：先对初加工电磁加热辊的辊体进行喷砂粗化处理，所用喷丸为碳化硅陶瓷粉末，待电磁加热辊体的辊面粗糙度至0.5-1.0 Ra，再进行除油处理，并进行清洗备用；
S2、熔融造粒：先将权利要求1-3中任一所述的耐磨防粘附涂料加热升温至1200-2000℃，使其呈熔融状态后，喷雾法造粒，得平均粒径为5-20μm的涂料颗粒；
S3、涂料喷涂：采用等离子热喷涂的方式将S2中所得的涂料颗粒，均匀喷涂在电磁加热辊的辊面，待涂层固化成型后，即可完成耐磨防粘附涂层的涂设；
其中，喷嘴与辊面的距离，即热喷涂距离为150-250mm；等离子电流为420-480A、电压为380-400V；等离子气体的通入量为300-500 L/min,由氮气和氢气按重量比1:(0.3-0.5)；
S4、辊面精磨、抛光：对设有耐磨防粘附涂层的电磁加热辊进行精磨、抛光，即可完成对辊面的表面处理。
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CN103741090A (zh) * 2013-12-06 2014-04-23 马鞍山马钢表面工程技术有限公司 沉没辊和稳定辊表面涂层的喷涂方法
CN105130500B (zh) * 2015-08-27 2017-06-27 航天材料及工艺研究所 一种刚性隔热瓦涂层成型过程中的变形控制方法
CN106555029A (zh) * 2015-09-30 2017-04-05 上海宝冶建设工业炉工程技术有限公司 Vod炉真空盖快速修复方法
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US20210324201A1 (en) * 2020-04-15 2021-10-21 General Electric Company Consumable coatings and methods of protecting a high temperature component from dust deposits
CN114315421A (zh) * 2020-09-29 2022-04-12 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种可磨耗封严复合涂层材料及其制备方法
CN113402978A (zh) * 2021-07-06 2021-09-17 浙江大学杭州国际科创中心 一种高硬耐磨金属防腐涂料的制备方法

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