本发明属于金属板材表面加工技术领域，具体地，涉及一种金属板材表面的抗腐蚀耐磨保护膜。
背景技术：
近年来，各种金属板的用途非常广泛，但金属板材长期暴露于大气中，常由于侵蚀、变形现象严重而失去了装饰效果；一些化工金属设备、管道由于耐磨性能和耐腐蚀性能不良而影响了使用寿命。
金属板材最常见的失效形式基本都是板材工作表面的失效形式。若对板材进行适当的表面处理，可大幅提高板材的耐腐蚀和耐热疲劳性能，从而可以提高金属板材的质量、延长板材的使用寿命。目前，金属板材基本上都需要经过氮化处理。氮化处理在一定程度上也提高了模具工作表面的耐腐蚀性和耐热疲劳性能，但是单单的氮化处理对模具的耐腐蚀和耐磨性能的提升并不能满足生产需求。涂层技术作为材料表面技术的重要手段，旨在用极少量的材料提高工件表面的工作性能，从而达到提高产品质量、延长工件的使用寿命、降低生产成本、节约资源和能源的目的。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种金属板材表面的抗腐蚀耐磨保护膜，该保护膜具有与金属结合强度高，施工方便，立面不流淌，固化无收缩，抗腐蚀、耐磨性能优异等特点，能够提高金属板材的质量、延长其使用寿命。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种金属板材表面的抗腐蚀耐磨保护膜，所述膜层涂料由如下重量份原料制成：peek树脂粉末20-30份、丙酮20-25份、苯甲醇5-9份、己内酰胺基丙烯酰氧基硅烷0.8-1.5份、wc粉末3-5份、co50合金粉末6-9份、石墨粉3-5份、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚0.5-1份、端羟基聚丙烯酸酯0.5-1份；
所述peek树脂粉末的粒径为45-60um；
所述wc粉末、co50合金粉末的粒径为60-70um；
所述抗腐蚀耐磨保护膜由如下步骤制备而成：
步骤一、金属板材前处理：金属板材前处理：将金属板材用砂轮机打磨基体表面，打磨完成后放入丙酮中超声波清洗15-18min，完成预处理，经预处理过的金属板材在加热炉中140-180℃保温50-70min；
步骤二、膜层涂料的原料中己内酰胺基丙烯酰氧基硅烷的制备：
s1、反应器中加入己内酰胺和丙烯酸甲酯，并加入第一催化剂，持续加热至75-85℃后，保温3-5h，得到中间产物；
所述第一催化剂苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵中的一种；所述第一催化剂的加入量为反应物总质量的1-2％；
反应式如下：
s2、于反应器中继续加入氨丙基硅烷和第二催化剂，持续搅拌升温，反应结束后冷却至室温，得到最终产物；
反应式如下：
所述第二催化剂为乙醇钠，第二催化剂的加入量为氨丙基硅烷质量的1％；搅拌升温条件为，温度上升至90-110℃继续搅拌2.5-3.5h；
s3、过滤反应液并收集滤液，得到产物己内酰胺基丙烯酰氧基硅烷；
步骤三、膜层涂料的制备：
a1、取peek树脂粉末、丙酮、苯甲醇、己内酰胺基丙烯酰氧基硅烷和聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚，送至反应釜并在反应釜内搅拌分散，控制反应釜中的温度在55-60℃，搅拌速度为350-450r/min，搅拌时间为60-75min，得到peek树脂混合液；
a2、将wc粉末、co50合金粉末在120-130℃的温度下进行干燥，除去粉末中的结晶水；
a3、将步骤s2中的wc粉末、co50合金粉末和石墨粉、端羟基聚丙烯酸酯加入反应釜中搅拌均匀，搅拌速度为600-750r/min，搅拌时间70-90min，控制反应釜中的温度在43-46℃，得到所述膜层涂料；
步骤四、激光熔覆：将步骤一处理过的金属板材取出常温冷却至90-100℃，在膜层涂料里掺入粘结剂，调成糊状，预置到预处理金属板材表面0.8-1.2mm厚，采用激光束使之与板材表面薄层一起熔凝的方法，在板材表面形成耐磨熔覆层；
所述粘结剂为氰基丙烯酸酯-乙酰化羟丙基纤维素粘结剂或糊状a-氰基丙烯酸酯粘结剂；粘结剂的加入量为膜层涂料质量的1/3-1/2；
激光熔覆过程中，以氩气作为保护气体，激光功率3500w，扫描速度650-750mm/min；
所述耐磨熔覆层的厚度为45-55um；
步骤五、金属板材后处理：将激光熔覆过的金属板材置于通风平面上，待降到室温后，再在金属板材表面涂上一层均匀的润滑油，形成5-10um厚的油膜；
所述润滑油为矿物润滑油加入3-6％的二烷基二硫代磷酸锌和1-2％二硫化钼分散而成。
步骤三中所用的所述反应釜的具体结构，包括支撑装置和安装于支撑装置上的联动装置、搅拌料筒；
所述支撑装置包括支撑底板和固定于支撑底板上表面的支撑杆和立柱，两个所述支撑杆之间固定有连接横梁，两个所述支撑杆和连接横梁构成梯形支撑架，所述连接横梁的表面设有第一安装环；
所述联动装置包括第一齿轮、第一搅拌轴、连接杆、齿轮组、第三齿轮，所述第一齿轮安装于连接横梁上，所述第一搅拌轴安装于第一齿轮上，所述连接杆安装于第一搅拌轴上，所述齿轮组和第三齿轮均安装于连接杆上；
所述第一齿轮固定于连接横梁上，所述第一齿轮的表面开有第一圆形通孔，所述第一齿轮的表面固定有第一安装圆筒，所述第一安装圆筒与第一圆形通孔相互贯通，所述第一安装圆筒的端处固定有环形垫片，所述第一安装圆筒与第一安装环配合；
所述第一搅拌轴安装于第一齿轮上，所述第一搅拌轴与第一安装圆筒配合，所述第一搅拌轴贯穿第一齿轮和第一安装圆筒，通过轴承安装于所述安装圆筒内；
所述连接杆的一端固定于第一搅拌轴的表面，所述连接杆的两端分别设有第二安装环和第三安装环，所述连接杆的表面固定有轴杆；
所述齿轮组安装于连接杆的另一端，所述齿轮组包括连接筒和固定于连接筒两端表面的第二齿轮，所述第二齿轮的表面开有第二圆形通孔，所述第二圆形通孔与连接筒相互贯通，所述连接筒与第二安装环同轴心活动配合；所述齿轮组的表面贯穿固定有第二搅拌轴，所述第二搅拌轴与第二圆形通孔配合；
所述第三齿轮安装于连接杆的表面，所述第三齿轮的表面开有第三圆形通孔和第四圆形通孔，所述第一圆形通孔与轴杆同轴心活动配合，所述第三齿轮的表面贯穿固定有第三搅拌轴，所述第三搅拌轴与第四圆形通孔配合；
所述搅拌料筒的下表面固定有第二安装圆筒，所述第二安装圆筒与立柱配合，所述搅拌料筒通过第二安装圆筒固定于支撑底板上；所述第一搅拌轴、第二搅拌轴和第三搅拌轴均伸入搅拌料筒内。
进一步地，四个所述立柱沿支撑底板的中心均布于支撑底板的上表面。
进一步地，所述第一安装圆筒贯穿第一安装环，所述环形垫片与第一安装环之间通过螺栓连接固定。
进一步地，其特征在于，所述第二安装环与第一搅拌轴配合，所述连接杆通过第二安装环固定于第一搅拌轴的表面。
进一步地，所述齿轮组中一个第二齿轮与第一齿轮啮合，另一个所述第二齿轮与第三齿轮啮合。
本发明的有益效果：
(1)本发明的金属板材抗腐蚀耐磨保护膜具有与金属结合强度高，施工方便，立面不流淌，固化无收缩，抗腐蚀、耐磨性能优异等特点；
(2)膜层涂料中采用peek树脂(高分子聚合物)与wc粉末、co50合金粉末、石墨粉等多种复合超微粉填料和化学添加剂配制而成，通过激光熔覆于金属板材表面，当膜层涂料熔覆在金属板材上后，膜层涂料的peek树脂与板材形成很强的分子连接键粘接，使膜层涂料与板材表面固化成一体，wc粉末、co50合金粉末、石墨粉赋予了板材被涂装表面的高耐磨性；同时peek树脂本身具有防腐特性，从而使涂装后的金属板材具有耐磨防腐性能；
(3)本发明最后在金属板材表面涂抹一层润滑油，该润滑油添加了二烷基二硫代磷酸锌和二硫化钼，该润滑油既能承受重负荷又能承受冲击负荷，使最后形成的油层不仅能有效阻挡空气中氧气、水汽对板材内部的腐蚀，同时，能够提高该油层的耐磨性。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的反应釜的结构示意图；
图2为本发明的反应釜的支撑装置的结构示意图；
图3为本发明的反应釜的局部结构示意图；
图4为本发明的反应釜的局部结构示意图；
图5为本发明的反应釜的局部结构示意图；
图6为本发明的反应釜中齿轮组的结构示意图；
图7为本发明的反应釜的搅拌料筒的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种金属板材表面的抗腐蚀耐磨保护膜，所述膜层涂料由如下重量份原料制成：peek树脂粉末20-30份、丙酮20-25份、苯甲醇5-9份、己内酰胺基丙烯酰氧基硅烷0.8-1.5份、wc粉末3-5份、co50合金粉末6-9份、石墨粉3-5份、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚0.5-1份、端羟基聚丙烯酸酯0.5-1份；
peek树脂粉末的粒径为45-60um；wc粉末、co50合金粉末的粒径为60-70um；
所述抗腐蚀耐磨保护膜由如下步骤制备而成：
步骤一、金属板材前处理：将金属板材用砂轮机打磨基体表面，打磨完成后放入丙酮中超声波清洗15-18min，去除金属板材表面的氧化皮、灰尘、油污和其他污染物，预处理过的金属板材在加热炉中140-180℃保温50-70min；
砂轮机打磨处理过程中砂轮机的转速为1400-2500r/min，打磨处理后的金属板材表面粗糙度为ra0.8；保温处理是为了防止板材在后续覆膜过程与膜层的贴合性更好；
步骤二、膜层涂料的原料中己内酰胺基丙烯酰氧基硅烷的制备：
s1、反应器中加入己内酰胺和丙烯酸甲酯，并加入第一催化剂，持续加热至75-85℃后，保温3-5h，得到中间产物；
第一催化剂苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵中的一种；第一催化剂的加入量为反应物总质量的1-2％；
反应式如下：
s2、于反应器中继续加入氨丙基硅烷和第二催化剂，持续搅拌升温，反应结束后冷却至室温，得到最终产物；
反应式如下：
第二催化剂为乙醇钠，第二催化剂的加入量为氨丙基硅烷质量的1％；搅拌升温条件为，温度上升至90-110℃继续搅拌2.5-3.5h；
s3、过滤反应液并收集滤液，得到产物己内酰胺基丙烯酰氧基硅烷；
制备得到的己内酰胺基丙烯酰氧基硅烷中含有多个官能团，加入膜层涂料中具备有双重使用效果；另一方面，该制备方法也避免了现有生产中，胺基类硅烷和水易于反应从而造成的稳定性较差的问题，得到一种稳定性较高的硅烷产物；
步骤三、膜层涂料的制备：
a1、取peek树脂粉末、丙酮、苯甲醇、己内酰胺基丙烯酰氧基硅烷和聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚，送至反应釜并在反应釜内搅拌分散，控制反应釜中的温度在55-60℃，搅拌速度为350-450r/min，搅拌时间为60-75min，得到peek树脂混合液；
a2、将wc粉末、co50合金粉末在120-130℃的温度下进行干燥，除去粉末中的结晶水；
a3、将步骤s2中的wc粉末、co50合金粉末和石墨粉、端羟基聚丙烯酸酯加入反应釜中搅拌均匀，搅拌速度为600-750r/min，搅拌时间70-90min，控制反应釜中的温度在43-46℃，得到所述膜层涂料；
步骤四、激光熔覆：将步骤一处理过的金属板材取出常温冷却至90-100℃，在膜层涂料里掺入粘结剂，调成糊状，预置到预处理金属板材表面0.8-1.2mm厚，采用激光束使之与板材表面薄层一起熔凝的方法，在板材表面形成耐磨熔覆层；
所述粘结剂为氰基丙烯酸酯-乙酰化羟丙基纤维素粘结剂或糊状a-氰基丙烯酸酯粘结剂；粘结剂的加入量为膜层涂料质量的1/3-1/2；
激光熔覆过程中，以氩气作为保护气体，激光功率3500w，扫描速度650-750mm/min；
耐磨熔覆层的厚度为45-55um；
步骤五、金属板材后处理：将激光熔覆过的金属板材置于通风平面上，待降到室温后，再在金属板材表面涂上一层均匀的润滑油，形成5-10um厚的油膜；
所述润滑油为矿物润滑油加入3-6％的二烷基二硫代磷酸锌和1-2％二硫化钼分散而成，该润滑油既能承受重负荷又能承受冲击负荷；
所述步骤三中的反应釜的具体结构，如图1所示，包括支撑装置1和安装于支撑装置1上的联动装置2、搅拌料筒3；
如图2所示，支撑装置1包括支撑底板11和固定于支撑底板11上表面的支撑杆12和立柱13，两个支撑杆12之间固定有连接横梁14，两个支撑杆12和连接横梁14构成梯形支撑架，连接横梁14的表面设有第一安装环15；四个立柱13沿支撑底板11的中心均布于支撑底板11的上表面；
如图3、4、5所示，联动装置2包括第一齿轮21、第一搅拌轴22、连接杆23、齿轮组24、第三齿轮25，第一齿轮21安装于连接横梁14上，第一搅拌轴22安装于第一齿轮21上，连接杆23安装于第一搅拌轴22上，齿轮组24和第三齿轮25均安装于连接杆23上；
第一齿轮21固定于连接横梁14上，第一齿轮21的表面开有第一圆形通孔2103，第一齿轮21的表面固定有第一安装圆筒2101，第一安装圆筒2101与第一圆形通孔2103相互贯通，第一安装圆筒2101的端处固定有环形垫片2102，第一安装圆筒2101与第一安装环15配合，第一安装圆筒2101贯穿第一安装环15，环形垫片2102与第一安装环15之间通过螺栓连接固定；
第一搅拌轴22安装于第一齿轮21上，第一搅拌轴22与第一安装圆筒2101配合，第一搅拌轴22贯穿第一齿轮21和第一安装圆筒2101，通过轴承安装于安装圆筒2101内，第一搅拌轴22连接伺服电机，伺服电机驱动第一搅拌轴22旋转；
连接杆23的一端固定于第一搅拌轴22的表面，连接杆23的两端分别设有第二安装环2301和第三安装环2302，连接杆23的表面固定有轴杆2303，第二安装环2301与第一搅拌轴22配合，连接杆23通过第二安装环2301固定于第一搅拌轴22的表面；
如图6所示，齿轮组24安装于连接杆23的另一端，齿轮组24包括连接筒2401和固定于连接筒2401两端表面的第二齿轮2402，第二齿轮2402的表面开有第二圆形通孔2403，第二圆形通孔2403与连接筒2401相互贯通，连接筒2401与第二安装环2301同轴心活动配合，其中一个第二齿轮2402与第一齿轮21啮合；齿轮组24的表面贯穿安装有第二搅拌轴2404，第二搅拌轴2404与第二圆形通孔2403配合；
第三齿轮25安装于连接杆23的表面，第三齿轮25的表面开有第三圆形通孔2501和第四圆形通孔2502，第一圆形通孔2501与轴杆2303同轴心活动配合，第三齿轮25与另一个第二齿轮2402啮合，第三齿轮25的表面贯穿固定有第三搅拌轴2503，第三搅拌轴2503与第四圆形通孔2502配合；
如图7所示，搅拌料筒3的下表面固定有第二安装圆筒31，第二安装圆筒31与立柱13配合，搅拌料筒3通过第二安装圆筒31固定于支撑底板11上；第一搅拌轴22、第二搅拌轴2404和第三搅拌轴2503均伸入搅拌料筒3内，对搅拌料筒3内的物料进行搅拌；搅拌料筒3内设有电加热装置，电加热装置对搅拌料筒内的物料进行加热；
所述反应釜的工作原理及方式：第一搅拌轴22连接有伺服电机，伺服电机驱动第一搅拌轴22旋转，第一搅拌轴22旋转带动固定于其上的连接杆23会绕其转动，安装于连接杆23上的齿轮组24旋转，齿轮组24中的一个第二齿轮2402与第一齿轮21啮合，在连接杆23的旋转下，齿轮组24在绕第一搅拌轴22旋转的同时绕自身轴心旋转，固定于齿轮组24上的第二搅拌轴2404自转的同时绕第一搅拌轴22旋转；齿轮组24中的另一个第二齿轮2402与第三齿轮25啮合，第三齿轮25亦安装于连接杆23上，所以第三齿轮25在绕第一搅拌轴22旋转的同时绕自身轴心旋转，固定于第三齿轮25上的第三搅拌轴2503绕第三齿轮轴心旋转的同时绕第一搅拌轴22旋转；所述反应釜结构简单、易于操作，将物料加入搅拌料筒内，启动电机，第一搅拌轴22、第二搅拌轴2402和第三搅拌轴2503由同一个电机驱动，通过齿轮啮合传动和连接杆联动，第二搅拌轴2402在保持自转的同时绕第一搅拌轴22旋转，第三搅拌轴2503绕第三齿轮25轴心旋转的同时绕第一搅拌轴22旋转，三个搅拌轴同时对搅拌料筒内的物料进行搅拌，搅拌效率高、混合物料充分，同时还能对搅拌料筒内的物料进行加热，在所需温度条件下对物料进行搅拌分散，经过搅拌后的物料能够充分混合、反应；所述反应釜用于膜层涂料的制备过程中，膜层涂料的原料包括高聚物、有机溶剂、粉末状无机物、有机化合物等，固态的、液态的、有机的、无机的各种原料之间在混合反应的过程中，须充分搅拌、混匀，在所述反应釜内进行膜层涂料的搅拌反应，制备得到的膜层涂料匀质、混合充分，有效提高涂料的性能。
实施例1
一种金属板材表面的抗腐蚀耐磨保护膜，所述膜层涂料由如下重量份原料制成：peek树脂粉末20份、丙酮20份、苯甲醇5份、己内酰胺基丙烯酰氧基硅烷0.8份、wc粉末3份、co50合金粉末6份、石墨粉3份、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚0.5份、端羟基聚丙烯酸酯0.5份。
实施例2
一种金属板材表面的抗腐蚀耐磨保护膜，所述膜层涂料由如下重量份原料制成：peek树脂粉末25份、丙酮23份、苯甲醇8份、己内酰胺基丙烯酰氧基硅烷1.2份、wc粉末4份、co50合金粉末8份、石墨粉4份、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚0.7份、端羟基聚丙烯酸酯0.8份。
实施例3
一种金属板材表面的抗腐蚀耐磨保护膜，所述膜层涂料由如下重量份原料制成：peek树脂粉末30份、丙酮25份、苯甲醇9份、己内酰胺基丙烯酰氧基硅烷1.5份、wc粉末5份、co50合金粉末9份、石墨粉5份、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚1份、端羟基聚丙烯酸酯1份。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。