CN1013649B - 金属表面多层次组合的抗磨蚀保护涂层的涂敷工艺 - Google Patents

Abstract

一种在金属表面涂层的涂敷工艺，首先，工件经喷砂、偶联剂作表面处理，将工件预热到250℃～210℃涂敷复合尼龙，再将工件预热到200℃～150℃，涂敷T-130共聚尼龙，聚氨酯预聚体经真空脱气处理，加入扩链剂MOCA搅拌混合后注入预热到140℃～120℃的涂有T-130的工件表面作为表层。它具有不使用粘合剂而形成一个整体保护层，在一次施工工艺中完成。可用于水轮机、水泵、机械、管道、阀门、海洋船舶工程和选煤机械的磨、气蚀保护。

Description

本发明属于化学涂料涂层领域。

现有以防腐抗磨为目的保护涂层，以单一涂料薄层为主，而多层保护涂层则采用粘合剂把上下层粘结一起，以解决涂层之间的粘接问题，提高粘合强度，GB1123541，US4443519就是采用此法粘接涂层层次的，其不足之处是，粘合剂本身不具备保护层的条件，不起保护作用，不同涂层之间结合不牢靠，在强气蚀（磨蚀）工况下容易分层脱落;1979年我国国家科委公布的“水力机械用复合尼龙抗泥沙磨损涂层配方与施工工艺”、“水力机械抗泥沙磨损的环氧金刚砂涂层配方与施工工艺”发明项目，其抗磨性能应用良好，而抗气蚀性能难以满足中强气蚀工况的保护。

本发明的目的在于提供一种金属表面涂复多层次组合的具有优良粘接性和抗磨抗气蚀性能的保护涂层的涂复工艺方法，使多层熔为一体，抵御较强气蚀工况的破坏。

本发明是根据所优选的不同涂层材料对温度的不同要求，利用其表面熔融状态下产生界面交联，融为一体，产生足够的结合力，以抗御外部条件（气蚀与磨蚀）的破坏。

本发明的特点是在金属表面涂复复合尼龙，共聚尼龙（T-130），聚醚型聚氨酯，涂复前工件先经喷砂（去油去锈）、γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）偶联剂溶液（KH550^0.6～10%无水己醇）作表面处理， 再将工件（金属表面）予热到250℃～210℃，涂复复合尼龙（底层），最佳控制温度为220℃;然后将工件重新予热到200℃～150℃，涂复T-130共聚尼龙，作为中间层，最佳控制温度为170℃;聚氨酯予聚体（聚四氢呋喃二醇，甲苯二异氰酸酯）须在80℃温度下经真空泵脱气后加入定量为予聚体重量的14～16%并保持120℃的液体扩链剂MOCA（3，3′二氯，-4，4二氨基二苯甲烷），经猛烈搅拌混合均匀后，注入呈熔融状态的T-130共聚尼龙的表面作为表层，聚氨酯注入前工件的予热温度为140℃～120℃，最佳控制温度为130℃

各层可根据实际需要选择组合材料和涂复厚度。

下面结合实施例详细介绍涂复工艺：

凡被保护的工件（金属表面）先去油除锈喷砂，用偶联剂表面处理后放进烘箱，加热到250℃，出箱（用喷枪，以下同）喷涂复合尼龙，之后重新进烘箱再加热到200℃;出箱喷涂共聚尼龙（T-130），尔后重进烘箱加热到140℃，聚氨酯予聚体在涂复前，经80℃脱气后加扩链剂MOCA（3，3′二氯，-4，4′二氨基二苯甲烷）即

从烘箱取出工件再浇注聚醚型聚氨酯面层，最后放在120℃温箱 中保留4小时，取出即完成涂复工艺。

按工件对多层次组合涂层要求，涂层之间不使用粘合剂粘连，在工件予热过程中，要防止涂层老化，因此涂复的最佳控制温度分别为220℃、170℃、130℃，当达到以上相应温度时，涂层表面出现熔融，上下涂层产生界面交联，紧密结合熔为一体，形成一个整体保护层。

复合尼龙具有优良的粘接性和抗磨性，因此保留它作为基层（底层）部分，工件某部位要加强耐气蚀性能，可在复合尼龙表面再喷涂耐气蚀性能更好的共聚尼龙（T-130）（耐气蚀性能是复合尼龙的1.6倍以上），以上措施尚不能满足要求可在共聚尼龙的基础上涂复聚醚型聚氨酯（耐气蚀性能是复合尼龙的15倍），共聚尼龙作为复合尼龙表面强化中间层，也起到粘合剂作用。这样，涂复层次可按工件对耐气蚀性能的要求，有目标的选择层次材料，组合成一个整体的保护层。涂层耐气蚀性能比较见表：

本发明在实际应用中，收到了意外的效果：

经多层次涂复保护，对磨损较剧的泵轮（如陕西关中东部抽黄灌溉黄河四号泵轮：Q＝4m³/s，H＝110m），在强破坏区的保护效果达1000小时，并且涂层磨掉后，可以重新涂复，而1个1Cr₁₃不锈钢泵轮造价为10万元，寿命仅为1800小时，面层用聚氨酯的口环涂层寿命可延长3倍（从500小时延长到1500小时）。

本发明与多泥砂（或含固体颗粒的有腐蚀液介质）水中水力机械所要求的防磨蚀保护涂层要求相符合，可按不同保护层（即按工件磨损严重情况而定）选择不同组合，关键部位则可以强化，按全组合涂层，其抗气蚀性能可成倍提高。

本发明优点是：

1、不使用粘合剂即可有效把不同涂层粘接起来，并融为一体，成为一个完整的保护层;

2、涂层的组合层次是经过优化选材符合涂复温度逐渐降低的自然规律，同时，次一层涂复所要求的温度，也是上一涂层热熔融温度，使上下两层接触面在熔融状态下发生界面交联，成为不同于上下保护层的过渡保护层;

3、可根据工况的不同要求和不同部位的需要，能更经济的选择组合材料和厚度，起到更加有效的保护作用;

4、减少工序，整个涂层过程可在一次施工中完成。

本发明可用于：多砂河流上电站水轮机，水泵保护;对含有腐蚀 介质的机械、管道、阀门的保护;也可用于船舶、海洋工程、选煤机械的保护。

Claims (2)

1、一种在金属表面涂敷复合尼龙、共聚尼龙、聚醚型聚氨酯的多层次保护涂层的涂敷工艺，首先，金属表面(工件)经喷砂(去油去锈)、r-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)偶联剂溶液

(KH550^0.6-1.0%无水乙醇)表面处理，其特征在于：

将表面处理后的工件(金属表面)预热到250℃～210℃，涂敷复合尼龙(底层)，最佳控制温度为220℃；

涂敷T-130共聚尼龙(中间层)工件的预热温度为220℃～150℃，最佳控制温度为170℃；

聚氨酯预聚体(聚四氢呋喃二醇，甲苯二异氰酸酯)须在80℃温度下经真空泵脱气后，加入定量为预聚体重量的14～16%并保护120℃的液体扩链剂MOCA(3，3′二氯，-4，4′二氨基二苯甲烷)，经猛烈搅拌混合均匀后，注入呈熔融状态的T-130共聚尼龙的表面作为表层；

涂敷聚氨酯(表层)工件的预热温度为140℃～120℃，最佳控制温度为130℃。

2、按照权利要求1所述的涂敷工艺，其特征在于各层次可根据实际需要选择涂敷厚度。