技术领域本发明涉及一种用于热喷涂涂层的有色封闭剂及其使用方法。
背景技术：
热喷涂技术越来越多的应用于钢铁生产和检测用的各类辊类上，经过热喷涂的辊类可以满足多种工况的特殊要求。在性能方面不断提高的同时，对热喷涂涂层的要求也越来越多样化，例如应用于钢板检测仪上的传送辊表面不仅需要具备耐磨性，表面均匀，表面粗糙度适度，还要求与被测试的钢板进行颜色区分。热喷涂涂层是由无数变形粒子相互交错堆叠而形成的层状堆积结构，其间不可避免存在一定的孔隙。在实际应用中，涂层孔隙有助于储油，促进润滑，减少磨损。然而，孔隙中也会有其他异物渗入，污染或者刮伤与涂层接触的工件表面。在这种情况下，必须对涂层进行封孔处理，封孔处理就是将封闭剂涂敷在涂层表面并使封闭剂渗入涂层内，填塞涂层孔隙，达到降低涂层孔隙率的过程。进行封孔处理的关键是选择封闭剂及封孔操作，封闭剂的选择必须满足一定要求：1、具有足够的渗透性；2、耐化学溶剂的作用；3、能经受一定的机械力作用；4、在工作温度下性能稳定；5、不能与涂层或基体发生化学反应；6、不降低涂层或基体的性能。目前封闭剂大体分为有机和无机两种。有机封闭剂主要有乙烯树脂、酚醛、改进型环氧树脂及聚氨树脂等，工作温度不高；无机封闭剂有沥青基铝浆、铝硅酮树脂及某些硅酸盐、铬酸盐等，可以在高温下作业。无机封闭剂具有耐高温，化学性能稳定等特点，常用的热喷涂涂层无机封闭剂有硅酸钠水玻璃和氧化物。硅酸钠水玻璃封闭剂操作简便，价格低廉，但是强度较低；磷酸盐类封闭剂封孔效果好，但是封闭剂产物的分解与脱水要在200-400℃下进行，有可能会引起涂层和工件变形，并且制作工艺复杂，成本也较高；氧化物类封闭剂也存在磷酸盐类封闭剂一样的缺陷。有机封闭剂一般有石蜡类、乙烯树脂、环氧树脂等，石蜡类封孔效果很好，并且具有润滑作用，但是在温度稍高的工作环境中不稳定；乙烯树脂属于热塑性树脂材料，温度高时在压力作用下有变形的可能，会影响封孔效果；环氧树脂是热固性的树脂材料，环氧树脂封闭剂与涂层粘结力强，具有优良的耐磨、耐化学介质渗透和耐温变性。另外，传统工件表面着色通常采用涂刷油漆，通过化学反应形成有色层等途径实现。但是在热喷涂涂层的表面涂刷油漆，油漆层与涂层结合力不强，容易剥落；利用化学反应生成有酸性物质形成色层，有可能会影响涂层与基体的性能，且制作工艺复杂。通过在热喷涂涂层后处理——封孔处理加入具有颜色的封闭剂来给涂层着色，不仅操作简便，并且可以达到涂层封闭效果。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于热喷涂涂层的有色封闭剂及其使用方法，本封闭剂具有良好的渗透性和稳定性，而且抗磨损、耐高温腐蚀、抗粘结、颜色均匀稳定；本方法操作简便，使封闭剂与涂层结合紧密，表面耐磨抗粘，颜色与钢板有明显区分，且不易脱落，有效保护钢板表面不被划伤，提高传送辊的使用寿命。为解决上述技术问题，本发明用于热喷涂涂层的有色封闭剂包括环氧树脂、固化剂和染色剂，重量比为100：45：15；所述环氧树脂为二乙二醇醚双酚A型环氧树脂，其环氧基含量为5000～5600毫克分子/公升、环氧当量为180～200克；所述固化剂为聚二醇醚二胺，其伯胺含量大于97%、胺值为454～488mgKOH/g；所述染色剂为色素炭黑。进一步，所述染色剂中添加乙二醇、分散剂和聚醋酸乙烯乳液，所述染色剂中色素炭黑、乙二醇、分散剂和聚醋酸乙烯乳液的重量比为60：50：2：20。一种上述封闭剂的使用方法，根据热喷涂涂层对封闭剂粘度的要求，加入丙酮稀释液并混合均匀，采用刮涂、刷涂或喷雾方式将封闭剂均匀、薄薄的涂覆于热喷涂涂层表面，使其充分渗入于涂层孔隙中，将涂覆后的热喷涂涂层在20～100℃温度下进行30小时固化处理，即可获得封孔效果良好的热喷涂涂层产品。进一步，封闭剂中的环氧树脂与丙酮的重量比为100：400～1200。进一步，封闭剂采用喷雾方式涂覆于热喷涂涂层表面时，喷雾的压缩空气压力为8kg、热喷涂涂层的移动速度为20m/min、喷枪移动速度为500mm/min、喷雾遍数为2。由于本发明用于热喷涂涂层的有色封闭剂及其使用方法采用了上述技术方案，即本封闭剂包括重量比为100：45：15的环氧树脂、固化剂和染色剂，环氧树脂为二乙二醇醚双酚A型环氧树脂，固化剂为聚二醇醚二胺，染色剂为色素炭黑；本方法根据封闭剂粘度要求，加入丙酮稀释液并混合均匀，然后将封闭剂均匀、薄薄的涂覆于热喷涂涂层表面，使其充分渗入于涂层孔隙中，将涂覆后的热喷涂涂层在20～100℃温度下进行30小时固化处理，即可获得封孔效果良好的热喷涂涂层产品。本封闭剂具有良好的渗透性和稳定性，而且抗磨损、耐高温腐蚀、抗粘结、颜色均匀稳定；本方法操作简便，使封闭剂与涂层结合紧密，表面耐磨抗粘，颜色与钢板有明显区分，且不易脱落，有效保护钢板表面不被划伤，提高传送辊的使用寿命。具体实施方式本发明用于热喷涂涂层的有色封闭剂包括环氧树脂、固化剂和染色剂，重量比为100：45：15；所述环氧树脂为二乙二醇醚双酚A型环氧树脂，其环氧基含量为5000～5600毫克分子/公升、环氧当量为180～200克；所述固化剂为聚二醇醚二胺，其伯胺含量大于97%、胺值为454～488mgKOH/g；所述染色剂为色素炭黑。进一步，所述染色剂中添加乙二醇、分散剂和聚醋酸乙烯乳液，所述染色剂中色素炭黑、乙二醇、分散剂和聚醋酸乙烯乳液的重量比为60：50：2：20。本发明中二乙二醇醚双酚A型环氧树脂有着优良的粘合性，可以与热喷涂涂层紧密粘结。聚二醇醚二胺是一种无色粘稠液体，分子量较小，交联反应能力强，固化速度快，使用方便的固化剂。在硬化过程中，环氧树脂与固化剂之间的化学反应为直接加成反应，由于树脂在液态时就有高度的缔合，因此固化收缩率小。固化后的环氧树脂为热固性的网状立体结构聚合物，结构稠密封闭,具有优良的耐化学稳定性和抗老化，具有一定的耐磨性能。染色剂是有色封闭剂承担着色效果的主要组分。本发明采用色素炭黑作为染色剂。添加乙二醇、分散剂和聚醋酸乙烯乳液。经过添加分散剂可以使炭黑小颗粒均匀的分布于液体中不形成团聚沉淀，加入乙二醇可以使炭黑小颗粒的渗透性更强，聚醋酸乙烯乳液作为溶剂。染色剂随封闭液均匀的分散在涂层表面，而且封闭层本身的网状结构，使得染色剂粘着力更强，炭黑颗粒性能稳定，不影响涂层质量。本封闭剂中环氧树脂、固化剂和染色剂的比例是影响封孔效果的一个重要参数，环氧树脂中固化剂的加入量过高或者过低均会影响固化物的交联密度，不仅使封闭剂的效果变差，而且也部分损失封闭剂的机械和理化性能。染色剂的加入量过低，达不到涂层表面与钢板颜色的区分效果；染色剂的加入量过高则影响炭黑溶液的渗透效果，可能造成涂层表面残留多余炭黑颗粒，影响后续使用。一种上述封闭剂的使用方法，根据热喷涂涂层对封闭剂粘度的要求，加入丙酮稀释液并混合均匀，采用刮涂、刷涂或喷雾方式将封闭剂均匀、薄薄的涂覆于热喷涂涂层表面，使其充分渗入于涂层孔隙中，将涂覆后的热喷涂涂层在20～100℃温度下进行30小时固化处理，即可获得封孔效果良好的热喷涂涂层产品。进一步，封闭剂中的环氧树脂与丙酮的重量比为100：400～1200。进一步，封闭剂采用喷雾方式涂覆于热喷涂涂层表面时，喷雾的压缩空气压力为8kg、热喷涂涂层的移动速度为20m/min、喷枪移动速度为500mm/min、喷雾遍数为2。本方法采用丙酮作为封闭剂的稀释液，并根据使用要求来调节封闭剂的粘度，其中稀释液量多流动性好但影响封孔效果，量少则粘稠而难渗入涂层孔隙。由于丙酮的挥发性，也可以在封闭剂涂覆过程中适量添加丙酮稀释液，保持封闭剂粘度的稳定性。本发明实际应用时可在容器中放入预定重量的丙酮，然后将预定重量的环氧树脂放入装有丙酮的容器中，充分搅拌并将环氧树脂完全溶解于丙酮中，再将预定重量的固化剂放入容器中充分搅拌均匀，最后将预定重量染色剂放入容器中，充分搅拌均匀后得到本有色封闭剂。因丙酮容易挥发，封闭剂使用过程中可添加适量丙酮进行溶液浓度调节。本封闭剂为有机热固性树脂，比传统的无机封闭剂和有机热塑性封闭剂的化学性能更稳定，可满足涂层产品稳定性和长寿命化的使用要求；涂层的染色通过在封闭剂中加入炭黑颗粒得到，比化学反应生成颜色的方法更不影响涂层和封闭效果，操作简易，并且比传统涂刷颜料方式的染色效果更稳定。本方法操作简便，且采用低温（温度不超过100℃）的封孔工艺，达到良好的涂层封孔效果，有效避免热喷涂涂层产品的变形，提高具有热喷涂涂层辊类工件的使用寿命。