一种塑料复合涂层的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于塑料火焰喷涂技术，具体涉及一种塑料复合涂层的制备方法。
【背景技术】
[0002]塑料火焰喷涂技术始于二十世纪八十年代，我国是在二十世纪八十年代中后期开始此项技术研究的，目前己引进、开发了不同类型的塑料火焰喷涂设备和多种用于火焰喷涂的塑料粉末。
[0003]塑料火焰喷涂技术原理是:在特殊设计的喷枪中利用燃气(乙炔、煤气等)与助燃气(氧气、空气)燃烧产生的热量，将塑料粉末加热至熔融或半熔融状态，在运载空气(常为压缩空气)的作用下，喷向经过预处理的工件表面，液滴经流动、流平形成连续均匀的涂层。利用火焰喷塑技术可以在金属、陶瓷、水泥等基体上获得高附着力，厚度均匀可控、加工方便的多种塑料涂层，充分改善物件表面性能，使高分子材料诸多的优良性能(诸如耐磨、减摩、耐蚀、自润湿等)得到充分而合理的应用。
[0004]目前，塑料粉末火焰喷涂技术存在以下方面的主要问题:
[0005](I)塑料熔点低，喷涂火焰温度高，粉末容易氧化降解，失去固有的性能，喷涂后的涂层性能不能满足使用要求。
[0006](2)塑料粉末在飞行过程中，加热至熔融或半熔融的液滴飞向工件，液滴需要经过流动、流平才能形成连续均匀的涂层，因此，工件需要预热达到塑料熔点的温度。工件预热到塑料熔点的温度需要的时间很长，消耗大量燃气，喷涂费用高。
[0007](3)工件预热是采用火焰加热的方法进行，工作不同部位的预热温度难以达到均匀，导致涂层的性能差异很大，不能正常使用。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是提供一种塑料复合涂层的制备方法，其获得涂层性能好。
[0009]为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案:
[0010]一种塑料复合涂层的制备方法，包括如下步骤:
[0011]a.对工件表面进行喷砂粗化处理；
[0012]b.在工件表面采用氧-乙炔火焰喷涂预热涂层；
[0013]c.对工件表面的预热涂层进行化学反应点燃，预热涂层产生自蔓燃化学反应，放出大量的热量，用以加热工件表面；
[0014]d.在工件表面采用压缩空气喷涂塑料粉末，塑料粉末在工件表面熔化，经过流动、流平形成连续均匀的复合涂层。
[0015]在步骤a中，所述粗化处理所得的工件表面粗糙度为Rz25?100 μ m。
[0016]在步骤b中，所述氧-乙炔火焰喷涂预热涂层的原料成分为:A1粉、Ni粉、Fe2O3粉，其中，Al粉和Fe2O3粉的摩尔比为2:1，A1粉和Fe2O3粉之和的质量百分比为95% ,Ni粉的质量百分比为5%。
[0017]所述Al粉的粒度为30-50 μ m ；Ni粉的粒度为30-50 μ m ；Fe2O3粉的粒度为30-50 μ mD
[0018]在步骤b中，所述氧-乙炔火焰喷涂预热涂层的工艺参数为:氧气压力为0.5?0.7MPa,乙炔压力为0.1?0.12MPa,喷涂距离为180?250mm。
[0019]在步骤b中，所述预热涂层的厚度为0.01?0.1mm。
[0020]在步骤c中，所述预热涂层化学反应点燃方法是氧-乙炔火焰加热，所述自蔓燃化学反应化学式为:A1+Fe203 = Al203+Fe。
[0021]在步骤d中，所述压缩空气喷涂塑料粉末的工艺参数为:压缩空气压力为0.3?0.4MPa，送粉量为30?40g/min，喷涂距离为80?120_。
[0022]在步骤d中，所述塑料粉末的粒度为80-100目。
[0023]在步骤d中，所述复合涂层的厚度为0.1-lmm。
[0024]采用上述技术方案，该塑料复合涂层的制备方法具有以下几个优点:
[0025]1、采用压缩空气喷涂塑料粉末，不会使塑料粉末氧化降解；
[0026]2、通过预热涂层的自蔓延放热反应，缩短工件的预热时间，节约能源消耗；
[0027]3、通过预热涂层的自蔓延放热反应预热后的工件温度均匀；
[0028]4、采用本发明方法制备的塑料复合涂层性能均匀，和基材之间的结合强度高。
【具体实施方式】
[0029]本发明的塑料复合涂层的制备方法基于先采用氧-乙炔火焰喷涂预热涂层，通过预热涂层产生自蔓燃化学反应，放出大量的热量，加热工件表面后，通过压缩空气喷涂塑料粉末，塑料粉末在工件表面熔化，经过流动、流平形成连续均匀的涂层的原理，其具体步骤如下:
[0030]a.对工件表面进行喷砂粗化处理，所述粗化处理所得的工件表面粗糙度为Rz25 ?100 μ mD
[0031]b.在工件表面采用氧-乙炔火焰喷涂预热涂层，所述预热涂层的厚度为0.01?0.1mm0
[0032]c.对工件表面的预热涂层进行化学反应点燃，预热涂层产生自蔓燃化学反应，放出大量的热量，用以加热工件表面；
[0033]d.在工件表面采用压缩空气喷涂塑料粉末，塑料粉末在工件表面熔化，经过流动、流平形成连续均匀的复合涂层，复合涂层的厚度为0.1-lmm。
[0034]在步骤b中，所述氧-乙炔火焰喷涂预热涂层的原料成分为:A1粉(粒度为30-50 μ m)、Ni 粉(粒度为 30-50 μ m)、Fe2O3 粉(粒度为 30-50 μ m)，其中，Al 粉和 Fe2O3 粉的摩尔比为2:1，Al粉和Fe2O3粉之和的质量百分比为95%,Ni粉的质量百分比为5%。而所述氧-乙炔火焰喷涂预热涂层的工艺参数为:氧气压力为0.5?0.7MPa，乙炔压力为0.1?0.12MPa，喷涂距离为180?250mm。
[0035]在步骤c中，所述预热涂层化学反应点燃方法是氧-乙炔火焰加热，所述自蔓燃化学反应化学式为:A1+Fe203 = Al203+Fe，而原料中的Ni粉是催化剂，促使上述化学反应发生。
[0036]在步骤d中，所述压缩空气喷涂塑料粉末的工艺参数为:压缩空气压力为0.3?0.4MPa，送粉量为30?40g/min，喷涂距离为80?120mm，并且所述塑料粉末的粒度为80-100 目。
[0037]本发明方法通过喷涂预热涂层发生的自蔓延化学反应:A1+Fe203 = Al203+Fe，产生大量的热量，使工件表面预热涂层达到较高的温度，可以缩短预热时间，节约能源。同时，通过预热涂层发生的自蔓延化学反应预热的表面层温度均匀。另外，本发明方法在预热涂层表面直接喷涂塑料粉末，可以克服火焰喷涂带来的塑料粉末氧化降解问题，保证涂层具有较好的性能。
[0038]但是，本领域技术人员应该认识到，上述的【具体实施方式】只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利保护范围的限制，只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利保护的范围。
【主权项】
1.一种塑料复合涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: a.对工件表面进行喷砂粗化处理； b.在工件表面采用氧-乙炔火焰喷涂预热涂层； c.对工件表面的预热涂层进行化学反应点燃，预热涂层产生自蔓燃化学反应，放出大量的热量，用以加热工件表面； d.在工件表面采用压缩空气喷涂塑料粉末，塑料粉末在工件表面熔化，经过流动、流平形成连续均匀的复合涂层。2.根据权利要求1所述的塑料复合涂层的制备方法，其特征在于: 在步骤a中，所述粗化处理所得的工件表面粗糙度为Rz25?100 μ m。3.根据权利要求1所述的塑料复合涂层的制备方法，其特征在于: 在步骤b中，所述氧-乙炔火焰喷涂预热涂层的原料成分为:A1粉、Ni粉、Fe203粉，其中，A1粉和Fe203粉的摩尔比为2:1，A1粉和Fe203粉之和的质量百分比为95%，Ni粉的质量百分比为5%。4.根据权利要求3所述的塑料复合涂层的制备方法，其特征在于: 所述A1粉的粒度为30-50 μ m ；Ni粉的粒度为30-50 μ m ；Fe203粉的粒度为30-50 μ m。5.根据权利要求1所述的塑料复合涂层的制备方法，其特征在于: 在步骤b中，所述氧-乙炔火焰喷涂预热涂层的工艺参数为:氧气压力为0.5?0.7MPa,乙炔压力为0.1?0.12MPa,喷涂距离为180?250mm。6.根据权利要求1所述的塑料复合涂层的制备方法，其特征在于: 在步骤b中,所述预热涂层的厚度为0.01?0.1mm。7.根据权利要求1所述的塑料复合涂层的制备方法，其特征在于: 在步骤c中，所述预热涂层化学反应点燃方法是氧-乙炔火焰加热，所述自蔓燃化学反应化学式为:A1+Fe203 = Al203+Fe。8.根据权利要求1所述的塑料复合涂层的制备方法，其特征在于: 在步骤d中，所述压缩空气喷涂塑料粉末的工艺参数为:压缩空气压力为0.3?0.4MPa，送粉量为30?40g/min，喷涂距离为80?120_。9.根据权利要求1所述的塑料复合涂层的制备方法，其特征在于: 在步骤d中，所述塑料粉末的粒度为80-100目。10.根据权利要求1所述的塑料复合涂层的制备方法，其特征在于: 在步骤d中，所述复合涂层的厚度为0.1-lmm。
【专利摘要】本发明公开一种塑料复合涂层的制备方法，通过喷涂预热涂层发生的自蔓延化学反应：Al+Fe2O3＝Al2O3+Fe，产生大量的热量，使工件表面预热涂层达到较高的温度，可以缩短预热时间，节约能源。同时，通过预热涂层发生的自蔓延化学反应预热的表面层温度均匀。另外，本发明方法在预热涂层表面直接喷涂塑料粉末，可以克服火焰喷涂带来的塑料粉末氧化降解问题，保证涂层具有较好的性能。
【IPC分类】C23C26/02, C23C28/00, C23C4/06, C23C4/12
【公开号】CN105274518
【申请号】CN201410292450
【发明人】严寰列, 黄飞
【申请人】兴桥高分子材料科技有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年6月25日