[发明专利]一种超声辅助热喷涂装置及其涂层的制备方法

权利要求书

1.一种超声辅助热喷涂装置喷涂涂层的方法，其特征在于，该装置主要包括高压氮气瓶(1)、减压阀(2)、储液罐(3)、喷枪(6)、搅拌器(9)和压力表(10)，搅拌器(9)包括电机(13)和搅拌桨(14)；还包括温度控制器(4)超声波发生器(5)、加热圈(7)和热电偶(8)；

储液罐(3)采用立式双层结构，包括外筒(302)和套设于外筒(302)内的内筒(301)；

储液罐(3)顶部设置有装料口(11)和压力表(10)，装料口(11)密封连接有上盖(12)，上盖(12)上设置电机(13)，所述电机(13)传动连接搅拌桨(14)，搅拌桨(14)设置在内筒(301)内部；

内筒(301)内底部在搅拌桨两侧对称设置有超声波发生器(5)；

内筒(301)外壁沿周向以及内筒(301)外底部设置有加热圈(7)，所述加热圈(7)通过导线与储液罐(3)外的电源连接；

高压氮气瓶(1)与内筒(301)通过通气管(15)连接，通气管(15)的出气口与内筒(301)连通，通气管(15)上设置有减压阀(2)；

喷枪(6)和储液罐(3)通过吸液管(16)连接，吸液管(16)的下端位于与内筒(301)内腔的接近底部的位置；

内筒(301)内在搅拌桨(14)两侧对称设置两个热电偶(8)，热电偶(8)设置储液罐(3)的液面之下，热电偶(8)通过导线与储液罐(3)外的温度控制器(4)连接；

所述超声辅助热喷涂装置以热喷涂树脂、功能填料和促进剂为原料喷涂涂层；

所述方法是按下述步骤进行的：

步骤一、将热喷涂树脂添加到储液罐(3)内，通过加热圈(7)对储液罐(3)进行加热，使得热喷涂树脂在储液罐(3)内熔融变成液态；

步骤二、然后向储液罐(3)中加入功能填料和促进剂，开启搅拌器(9)搅拌直至混合均匀；

步骤三、开启超声波发生器(5)，调节超声波功率，在超声波作用下使功能填料均匀分散在熔融的树脂体系中，同时排除熔融树脂体系中的气泡；

步骤四、然后打开减压阀(2)，控制储液罐(3)中气体的压力，调节喷枪(6)的出油量和喷枪(6)距基底表面的距离后，进行喷涂；喷涂完毕后置于烘箱中，进行分段固化，获得功能填料改性树脂涂层；

所述的步骤三中采用间歇超声进行分散处理，超声波的功率为1000～2000W，超声每次施加时间为10min～20min，间歇时间为3min～5min。

2.根据权利要求1所述喷涂涂层的方法，其特征在于所述喷枪(6)为压力式喷枪。

3.根据权利要求1所述喷涂涂层的方法，其特征在于步骤一所述热喷涂树脂为氰酸酯树脂，所述促进剂为乙酰丙酮铝。

4.根据权利要求3所述喷涂涂层的方法，其特征在于步骤一中所述储液罐(3)的加热温度控制在70℃～90℃。

5.根据权利要求3或4所述喷涂涂层的方法，其特征在于步骤二中所述功能填料为导电炭黑、石墨烯及碳纳米管中的一种或其中几种的混合，功能填料的添加量为氰酸酯树脂质量的10％～20％。

6.根据权利要求5所述喷涂涂层的方法，其特征在于步骤二中所述促进剂为乙酰丙酮铝，乙酰丙酮铝添加量为氰酸酯树脂质量的0.5％～2.5％。

7.根据权利要求6所述喷涂涂层的方法，其特征在于步骤四中，储液罐(3)中的气体压力控制为0.6MPa～0.8MPa，出油量控制在1.5圈～2.5圈，喷距为20cm～30cm。

8.根据权利要求7所述喷涂涂层的方法，其特征在于步骤四中，分段固化过程为在140℃～160℃下固化1h～2h，170℃～190℃下固化1h～2h，200℃～220℃下固化1h～2h。