[发明专利]一种疏水的抗腐蚀涂层材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种疏水的抗腐蚀涂层材料及其制备方法，属于热喷涂技术领域。采用含氟材料，陶瓷粉末作为改性原材料，利用热喷涂技术，在金属表面制备一层或两层抗腐蚀的疏水涂层。本发明利用等离子喷涂涂层组织表面的形貌可控，表面形成具有微纳米浮突结构，并通过掺杂一定量的低表面能物质，达到疏水目的，减少在腐蚀环境中金属部件与液体介质的接触面积，从而提高金属部件在腐蚀环境中的服役寿命。本发明结合高通量技术制备基础，还可以制备多组元疏水抗腐蚀涂层。本发明制备的涂层可广泛应用于诸如跨海大桥、舰艇覆盖件、金属连接件、海上钻井平台、滨海电厂等处于液体腐蚀介质中的各类装备设施。

技术领域

本发明涉及一种疏水的抗腐蚀涂层材料及其制备方法，属于热喷涂技术领域。

背景技术

海洋装备设施诸如跨海大桥、海上钻井平台、滨海电厂等，这些装备设施通常需要安全服役几十年，而且建设周期内投入的资金巨大，对国家的民生设计，国防建设具有举足轻重的地位，随着我国不断对深海大洋的探索，以及装备设施的多样化，保护这些设施长期的安全运行具有非常重要的经济意义以及社会意义。

海洋环境腐蚀是最为严酷的腐蚀之一，它会影响海洋重大装备设施的结构性能，缩短设备服役寿命，引起一系列安全、环境、经济损失问题。海水是一种具有很强腐蚀性的电解质溶液，含有大量的盐类、氧气、二氧化碳、氮气等物质，另外，海水中还含有大量的微生物；这也代表，海洋装备设施不仅面临海水的腐蚀，还面临有海洋微生物附着引起的微生物腐蚀和生物污损。目前，全球每年面临的腐蚀损失约占全球国民生产总值的3-5％，其中海洋腐蚀损失约占总腐蚀损失的1/3，这样的经济损失是非常惊人的，但如果我们采取有效的防腐措施，约有25-40％的腐蚀损失可以避免。因此，如何减少腐蚀环境对各类重大装备设施的腐蚀成为急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种疏水的抗腐蚀涂层材料，利用热喷涂技术制备疏水涂层，基于减少与腐蚀介质的接触面积减少腐蚀环境对各类重大装备设施的腐蚀，同时利用陶瓷作为增强基，提高涂层整体力学性能，延长涂层安全运行寿命，所述所述涂层由底层粘结层以及顶层陶瓷疏水复合层组成。

所述所述涂层由底层粘结层以及顶层陶瓷疏水复合层组成；其中，陶瓷材料占65-90重量份，含氟材料占10-35重量份。

所述粘结层的原料为：AT40、NiAl、NiCu、NiCr、NiCrAl、NiMoAl、NiCrAlY、NiCoCrAlY、Cu合金中的一种或多种。

所述陶瓷疏水复合层的原料包括陶瓷材料和含氟材料，所述陶瓷材料为Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、WC、Ti₂AlC、Ti₂AlN中的一种或多种按任意比例混合得到。

所述含氟材料为聚四氟乙烯粉末或全氟烷氧基乙烯基醚共聚物粉末，所述陶瓷疏水复合层为单层或者双层，单层陶瓷疏水复合涂层采用陶瓷掺杂含氟材料进行喷涂得到；双层陶瓷疏水复合涂层为先沉积一层陶瓷涂层，再沉积表层含氟材料。

优选的，本发明所述粘结层原料、陶瓷材料均为粉末状，颗粒的粒度为25～75μm。

本发明所述方法可以将含氟材料与陶瓷材料很好的结合起来，涂层部分可发生反应，原位生成纳米材料，同时硬度较低的含氟材料可以减少喷涂过程陶瓷颗粒因碰撞造成的微纳米裂纹，进一步提高涂层力学性能，抗腐蚀性能。

本发明的另一目的在于提供所述疏水的抗腐蚀涂层材料的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)对金属基体进行物理粗化，在清洁完毕后，喷涂镍基粘结层。

(2)喷涂陶瓷掺杂含氟材料或喷涂陶瓷耐磨层再喷涂含氟材料，最终得到单层陶瓷疏水复合涂层或者双层陶瓷疏水复合涂层。