一种耐磨抗渗环氧双层防护涂层及其制备方法
【技术领域】
:
[0001]本发明涉及一种环氧树脂表面防护涂层及其制备方法，尤其涉及一种耐磨抗渗环氧双层防护涂层及其制备方法。
【背景技术】
:
[0002]随着涂料科技的发展，在器件表面涂装涂层已经成为有效的耐磨及腐蚀防护的方法，其中采用刚性无机颗粒改性有机胶粘剂制备出的防护涂层是目前的研究热点，刚性无机颗粒增强有机涂层结合了无机粒子的高耐磨性以及有机聚合物的自润滑、减震吸音以及易于成型两方面的优点，可以在复杂环境中为机械部件提供良好的磨损及腐蚀防护。
[0003]对于应用在腐蚀性与摩擦磨损较强的环境中的涂层来说，涂层应该满足两方面的要求:一是涂层的耐磨增强填料在涂层的整个服役过程中不被环境介质腐蚀及应力破坏，防止涂层耐磨性能的快速下降；二是涂层在整个服役过程具有良好的屏蔽作用及抗渗性能，能够阻止环境腐蚀介质渗透到涂层与基体的结合界面，避免界面腐蚀反应的发生，出现附着力降低甚至是涂层脱落失效现象。
[0004]另外在填料改性有机涂层中，片状填料的屏蔽作用与阻隔性能优于球状填料，但由于片状填料具有过多的棱角，造成片状填料改性的有机涂层在摩擦过程中摩擦系数较大，并且摩擦系数不稳定，而球状填料则可以较好的避免这个问题。
[0005]为此，本发明选取颗粒增强有机涂层的表层填料为性能稳定的碳化钨钴球状微粒，内层填料为片状氧化铝，两种填料之间存在配合良好的过渡层，而涂层的成膜物质在整个涂层范围内均匀一致，这种涂层具有优异的耐磨抗渗性能。
【发明内容】
:
[0006]本发明要解决的技术问题是现有涂料耐磨性与抗渗能力不足，进而提供一种具有优异耐磨性与抗渗能力的一种耐磨抗渗环氧双层防护涂层及其制备方法。
[0007]本发明采用如下技术方案:一种耐磨抗渗环氧双层防护涂层，由碳化钨钴体系和氧化铝涂料体系两部分体系制成，所述碳化钨钴体系由A、B两种组分制成，氧化铝体系由C、D两种组分制成；
[0008]所述碳化钨钴涂料体系A组分原料按重量份包括:碳化钨钴粉末60?80份、苯甲醇6?10份、KH560硅烷偶联剂I?3份、乙醇2?5份、环氧树脂15?20份，B组分原料按重量份包括:聚酰胺55?70份、苯甲醇30?45份；
[0009]所述氧化铝涂料体系C组分原料按重量份包括:氧化铝粉末40?50份、苯甲醇6?10份、KH560硅烷偶联剂I?3份、乙醇8?15份、环氧树脂30?40份，D组分原料按重量份包括:聚酰胺65?80份、苯甲醇20?35份。
[0010]进一步地，所述环氧树脂为E-44 ￠101)双酚A环氧树脂；所述聚酰胺为低分子650聚酰胺。
[0011]本发明还采用如下技术方案:一种耐磨抗渗环氧双层防护涂层的制备方法，其包括如下步骤:
[0012](I)配制碳化钨钴涂料体系:
[0013]配制A组分:称取碳化钨钴粉末，在烘箱中烘干后加入苯甲醇、KH560硅烷偶联剂及乙醇并搅拌，然后在烘箱中加热，取出后立即加入环氧树脂搅拌均匀，得到涂料A组分，备用;
[0014]配制B组分:称取聚酰胺并用苯甲醇稀释，得到涂料B组分，备用；
[0015](2)配制氧化铝涂料体系
[0016]配制C组分:称取氧化铝粉末，在烘箱中烘干后加入苯甲醇、KH560硅烷偶联剂及乙醇并搅拌，然后在烘箱中加热，取出后立即加入环氧树脂搅拌均匀，得到涂料C组分，备用；
[0017]配制D组分:称取聚酰胺并用苯甲醇稀释，得到涂料D组分，备用；
[0018](3)去除气泡:将配置好的涂料A、B、C、D组分放在烘箱中加热；
[0019](4)配制碳化钨钴涂料体系:将碳化钨钴涂料A组分和涂料B组分混合，得到表层碳化钨钴涂料体系；
[0020](5)配制氧化铝涂料体系:将氧化铝涂料C组分和涂料D组分混合，得到内层氧化招涂料体系；
[0021](6)喷涂:首先在处理过后的基体表面喷涂氧化铝涂料体系，静置10?15min后在制得的氧化铝涂膜表面喷涂碳化钨钴涂料体系；
[0022](7)固化:将喷涂完成的涂膜干燥固化，获得耐磨抗渗环氧双层防护涂层。
[0023]进一步地，所述配制碳化钨钴涂料体系A组分步骤中和配制氧化铝涂料体系C组分步骤中，烘箱工艺参数控制为:烘箱温度为90°C，烘干时间为lh，加热时间为lh。
[0024]进一步地，所述配制碳化钨钴涂料体系A组分步骤中和配制氧化铝涂料体系C组分步骤中，加入环氧树脂搅拌均匀是在超声震荡条件下搅拌。
[0025]进一步地，所述配制碳化钨钴涂料体系B组分步骤中称取聚酰胺的质量和A组分步骤中称取环氧树脂的质量相等，所述配制氧化铝涂料体系D组分步骤中称取聚酰胺的质量和C组分步骤中称取环氧树脂的质量相等。
[0026]进一步地，所述步骤(3)中，烘箱工艺参数控制为:烘箱温度为90°C，加热时间为3 ?5h。
[0027]进一步地，所述配制碳化钨钴涂料体系、氧化铝涂料体系的步骤中，得到的碳化钨钴涂料体系的粘度小于氧化铝涂料体系的粘度。
[0028]进一步地，所述步骤(6)中，处理过后的基体用砂布打磨至光亮，然后用丙酮擦洗涂油，碱洗，并进行硅烷表面处理。
[0029]进一步地，所述步骤(7)中，固化工艺参数控制为:固化温度120°C，固化时间3h
[0030]本发明具有如下有益效果:
[0031](I)本发明采用球状碳化钨钴复合粉末作为表层高性能耐磨填料，片状氧化铝粉作为内层阻隔填料，采用环氧树脂及其固化剂作为胶黏剂粘接两种无机粉末制备出综合性能优异的表面防护涂层；
[0032](2)本发明利用氧化铝的阻隔作用克服了碳化钨钴在涂层固化过程中沉积于涂层与基体的结合界面，造成涂层附着力低，进而影响涂层耐磨性能及耐蚀性能的问题，并利用碳化钨钴在固化过程中的沉降形成良好的过渡层；
[0033](3)本发明综合了碳化钨钴优异的耐磨性能及片状氧化铝的阻隔性能，从而制备出耐磨、抗渗性能优异的表面防护涂层。
【附图说明】
:
[0034]图1为本发明制得的耐磨抗渗环氧双层防护涂层截面的扫描电镜图。
[0035]图2为本发明制得的耐磨抗渗环氧双层防护涂层表面的扫描电镜图。
[0036]图3为本发明制得的耐磨抗渗环氧双层防护涂层在720g载荷200r/min、400r/min、600r/min、800r/min转速下的摩擦系数曲线。
[0037]图4为本发明制得的耐磨抗渗环氧双层防护涂层在腐蚀介质(3.5wt%NaCl溶液)中浸泡48h和480h的动电位极化曲线。
【具体实施方式】
:
[0038]本发明耐磨抗渗环氧双层防护涂层由碳化钨钴体系和氧化铝涂料体系两部分体系制成，其中碳化钨钴体系由A、B两种组分制成，氧化铝体系由C、D两种组分制成。
[0039]其中碳化钨钴涂料体系A组分原料按重量份包括:碳化钨钴粉末60?80份、苯甲醇6?10份、KH560硅烷偶联剂I?3份、乙醇2?5份、环氧树脂15?20份。B组分原料按重量份包括:聚酰胺55?70份、苯甲醇30?45份。氧化铝涂料体系C组分原料按重量份包括:氧化铝粉末40?50份、苯甲醇6?10份、KH560硅烷偶联剂I?3份、乙醇8?15份、环氧树脂30?40份。D组分原料按重量份包括:聚酰胺65?80份、苯甲醇20?35份。
[0040]在上述组分中:环氧树脂为E_44(6101)双酚A环氧树脂；所述的聚酰胺为低分子650聚酰胺。
[0041]本发明耐磨抗渗环氧双层防护涂层的制备方法，包括如下步骤:
[0042](I)配制碳化钨钴涂料体系:
[0043]配制A组分:称取碳化钨钴粉末，在烘箱中烘干后加入苯甲醇、KH560硅烷偶联剂及乙醇并搅拌，然后在烘箱中加热，取出后立即加入环氧树脂搅拌均匀，得到涂料A组分，备用;
[0044]配制B组分:称取聚酰胺并用苯甲醇稀释，得到涂料B组分，备用。
[0045](2)配制氧化铝涂料体系
[0046]配制C组分:称取氧化铝粉末，在烘箱中烘干后加入苯甲醇、KH560硅烷偶联剂及乙醇并搅拌，然后在烘箱中加热，取出后立即加入环氧树脂搅拌均匀，得到涂料C组分，备用；
[0047]配制D组分:称取聚酰胺并用苯甲醇稀释，得到涂料D组分，备用。
[0048](3)去除气泡:将配置好的涂料A、B、C、D组分放在烘箱中加热；
[0049](4)配制碳化钨钴涂料体系:将碳化钨钴涂料A组分和涂料B组分混合，得到表层碳化钨钴涂料体系；
[0050](5)配制氧化铝涂料体系:将氧化铝涂料C组分和涂料D组分混合，得到内层氧化铝涂料体系；
[0051](6)喷涂:首先在处理过后的基体表面喷涂氧化铝涂料体系，静置10?15min后在制得的氧化铝涂膜表面喷涂碳化钨钴涂料体系；
[0052](7)固化:将喷涂完成的涂膜干燥固化，获得耐磨抗渗环氧双层防护涂层。
[0053]本发明制得的耐磨抗渗环氧双层防护涂层是从下到上分别为基体-氧化铝/环氧树脂胶粘承载层-过渡层-碳化钨钴/环氧树脂耐磨层的防护涂层。
[0054]其中配制碳化钨钴涂料体系A组分步骤中和配制氧化铝涂料体系C组分步骤中，烘箱工艺参数控制为:烘箱温度为90°C，烘干时间为lh，加热时间为lh。
[0055]其中配制碳化钨钴涂料体系A组分步骤中和配制氧化铝涂料体系C组分步骤中，加入环氧树脂搅拌均匀是在超声震荡条件下搅拌。
[0056]其中配制碳化钨钴涂料体系B组分步骤中称取聚酰胺的质量和A组分步骤中称取环氧树脂的质量相等。
[0057]其中配制氧化铝涂料体系D组分步骤中称取聚酰胺的质量和C组分步骤中称取环氧树脂的质量相等。
[0058]其中步骤(3)中，烘箱工艺参数控制为:烘箱温度为90°C，加热时间为3?5h。
[0059]其中配制碳化钨钴涂料体系、氧化铝涂料体系的步骤中，所述得到碳化钨钴涂料体系的粘度较所述氧化铝涂料体系小。
[0060]其中步骤(6)中，处理过后的基体用砂布打磨至光亮，然后用丙酮擦洗涂油，碱洗，并进行硅烷表面处理。
[0061]其中步骤(7)中，固化工艺参数控制为:固化温度120°C，固化时间3h。
[0062]下面通过两个具体的实施例来介绍本发明耐磨抗渗环氧双层防护涂层及其制备方法。
[0063]实施例1:
[0064]—种耐磨抗渗环氧双层防护涂层的制备方法，包括以下步骤:
[0065](I)配制A组分:称取62份德国多美特产83WC-17CO粉末，在90°C烘箱中烘干Ih后加入8份苯甲醇、2份KH560硅烷偶联剂、3份去离子水及5份乙醇并搅拌15min，然后在90°C烘箱中加热lh，取出后立即加入20份的E-44(6101)双酚A环氧树脂在超声震荡的条件下搅拌均匀，得到涂料A组分，备用；
[0066](2)配制B组分:称取70份低分子650聚酰胺并且用30份苯甲醇稀释，得到涂料B组分，备用；
[0067](3)配制C组分:称取50份上海水田材料科技有限公司产1500目氧化铝粉末，在90°C烘箱中烘干Ih后加入7份苯甲醇、I份K