[发明专利]热喷涂涂层封孔剂及其制备方法和封孔方法

说明书

本发明公开了一种热喷涂涂层封孔剂，所述封孔剂包括合金粉末、分散剂以及载体，所述合金粉末在所述封孔剂中的质量占比为5～10％，所述封孔剂的粘度为25℃下0.05～0.1Pa·S。采用合金粉末制备得到的封孔剂，后续能够对合金粉末进行重熔后实现封孔的功能，且持续效果好，不易失效。分散剂用于对合金粉末进行分散，避免合金粉末的团聚，并采用载体溶剂对合金粉末进行分散支撑，达到合金粉末均匀分散的目的。并通过控制合金粉末的占比、封孔剂的粘度以及本发明中的封孔流程和方法，使得封孔剂能够流入涂层孔隙并具有更大的渗透深度，达到更好的封孔效果。

技术领域

本发明属于封孔技术领域，具体涉及一种热喷涂涂层封孔剂、该封孔剂的制备方法以及采用该封孔剂进行封孔的方法。

背景技术

热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热到熔化或半熔化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法，赋予基体表面特殊的性能。

热喷涂涂层是由相互叠加的微粒构成，叠加的微粒之间必然存在孔隙，这些孔隙缺陷使腐蚀介质快速扩散通道，显著降低涂层的腐蚀性能。尤其是贯穿性孔隙的存在，使得腐蚀介质有可能通过孔隙到达被保护基体的表面，使涂层与基体发生化学或电化学侵蚀，腐蚀产物在界面积累，使热喷涂涂层龟裂、剥落，最终导致涂层失效。

解决热喷涂涂层存在孔隙的主要途径是采用封孔技术，即将封孔剂(一般为有机材料油状物)涂覆并渗入热喷涂涂层，填塞热喷涂涂层的孔隙，从而实现对热喷涂涂层的封孔处理。

然而，目前的涂层封孔领域存在两个亟待解决的问题：

一、受限于有机物的结构稳定性，纯有机物组分的封孔剂服役温度有限(一般300℃)。

二、传统的封孔方法为常压刷涂式，即在常压环境下，手工把有机封孔剂均匀刷涂到涂层表面，由封孔剂依靠自身流动性渗透进入涂层孔隙。常压刷涂式封孔工艺有如下缺点：

(1)常压刷涂式封孔工艺存在的技术缺陷：

常压刷涂式封孔工艺存在封孔剂渗透深度浅和封孔剂渗透深度不均匀两大缺点，制约了涂层服役寿命。涂层服役期间，涂层表面将持续受到介质的磨损，一旦磨损量超过封孔剂渗透深度，涂层内部微粒之间的孔隙就暴露在介质环境中，腐蚀介质就可通过孔隙到达被保护基体，涂层就很容易发生剥落，就失去了抗腐蚀或者密封的效果。

1、封孔剂渗透深度浅：常压刷涂工艺下封孔剂靠自身流动性渗透进入涂层表面的微小孔隙中，因孔隙中残留有空气，以及封孔剂自身流动性能有限，封孔剂只能渗透到涂层浅表面，一般渗透深度约为20μm。

一般工业经验表明，在常规介质环境中运转的转动机械设备，其转动部件表面涂层服役时间一般为1-3年即可能脱落，封孔工艺控制不当的涂层服役1年即脱落失效。

2、封孔剂渗透深度不均匀：常压刷涂工艺为人为手工操作，操作者的经验和熟练程度、涂层表面几何形状都影响到封孔剂刷涂的均匀性。如果涂覆层厚度不均，有可能导致在薄涂覆层的部位，封孔剂渗透的渗透深度浅于其他部位。工业经验表明，刷涂式工艺下的渗透深度最浅深度比最深深度小50％。渗透浅薄部位成为涂层服役寿命的薄弱点，影响到涂层寿命。

(2)常压刷涂式封孔工艺生产效率低，体现在两个方面：

1、封孔剂固化时间长：封孔剂固化时间指封孔剂刷涂到涂层表面至封孔剂在涂层孔隙中凝固所需的时间。

常压刷涂式封孔工艺依靠的是封孔剂自身流动性渗透进入涂层孔隙，而封孔剂流动性一般较差，封孔剂流动进入和填充孔隙的动态过程耗时很长。工业经验表明，固化时间至少需要24小时。

2、难以自动化：如上所述，刷涂式封孔工艺为手工操作活动，必须依靠有经验的人员按件手工施工，目前工业上没有实现自动化工艺，制约了大规模、批量化进行高效热喷涂施工的活动。

发明内容