[发明专利]一种耐磨陶瓷涂层的制备方法

摘要

本发明公开了一种耐磨陶瓷涂层的制备方法，包括以下步骤：第一步，结合剂的制备；第二步，管材表层处理；第三步，陶瓷涂层制备；本发明的耐磨陶瓷涂层的制备方法，当铝与磷其重量比为1.4：3，反应温度为120℃时，合成的磷酸铝结合剂酸度适中，且粘结性能良好，可用于制备陶瓷涂层；在涂层中陶瓷骨料与结合剂的配比为1.7：1，陶瓷骨料中粗、细颗粒含量比为2：5时，涂层中的陶瓷骨料形成紧密堆积，涂层结构紧密，耐磨性能好；同时，在涂层制备中添加铝酸盐，其硬化速度适中，施工时间容易控制，且硬化后的涂层耐磨性良好。

主权项

1.一种耐磨陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步，结合剂的制备，a.取磷酸量2~3倍的清水于反应皿中，并将反应皿置于恒温仪中，在电动搅拌器的不断搅拌下向反应皿中逐渐加入质量分数为85%的磷酸，将其稀释至质量分数为60%，并由电热偶加热反应皿，通过温度控制器控制加热温度为40~170℃；b.向反应皿中加入氢氧化铝粉粒，使得磷酸与氢氧化铝发生合成反应，保持反应温度在100℃以上，反应时间为1~1.5h，反应方程式如下：Al(OH)₃+3H₃PO₄→Al(H₂PO₄)₃+3H₂O；2Al(OH)₃+3H₃PO₄→Al₂(HPO₄)₃+6H₂O；Al(OH)₃+H₃PO₄→AlPO₄+3H₂O；c.通过向反应皿中加入磷酸或氢氧化铝，调整溶液PH值；d.调整密度，调整溶液密度，并控制溶液相对密度为1.5~1.7g/cm³，得到混合的液态状磷酸一氢铝和磷酸二氢铝成品；d.冷却，将液态状磷酸一氢铝和磷酸二氢铝成品自然冷却至室温25℃，并静置2~3h；e.通过过滤、分离，并将得到的磷酸一氢铝和磷酸二氢铝成品通过无水酒精洗涤后置于喷雾干燥器中干燥1~2h，得到固态粉末状磷酸铝结合剂；第二步，管材表层处理，a.化学除油，取60g/l的氢氧化钠、20g/l的碳酸钠、40g/l的磷酸钠和1~2g/l的乳化剂置于去油杯中，并通过搅拌器对其进行搅拌，混合均匀后，将待处理的管材置于杯中，控制反应温度为70~90℃，反应时间为10~15min；b.冲洗，用钳子将管材取出，先用热水冲淋管材表面；再将管材浸没于冷水，并用冷水冲洗管材表面3~4次；将管材表面残留的化学试剂冲洗干净；c.除锈，取质量分数为20%~25%的硫酸于除锈杯中，并将冲洗后的管材置于杯中，控制反应温度40~60℃，每间隔3min观察管材表面的锈斑清理情况，直至除净为止；d.加水清洗，将管材从杯中取出，用冷水冲淋管材表面3~4次，将其表面残留的化学试剂清洗干净；e.脱水干燥，将管材置于冷风机下，脱水风干，备用；第三步，陶瓷涂层制备，a.混合搅拌，将耐磨陶瓷骨料及第一步中合成的无机粘合剂按1.4~2：1的比例混合，并使用电动搅拌器对其进行搅拌，使其混合均匀；b.困料，将混合均匀后的涂层坯料置于真空箱内2~5h；c.涂覆，用刷涂或喷涂的方式将物料涂施于管材表面；d.硬化，通过一定的硬化机制得到性能良好的陶瓷涂层；e.测试，对陶瓷涂层进行耐热性能和耐磨性能测试；1）采用差热分析仪对涂层的形成过程进行差热失重分析，控制测试温度为20~1200℃，升温速度为10℃/min；2）用扫描电镜对涂层的表面形态和断面形貌进行观察；3）通过磨损试验机对涂层的耐磨性进行测定；得到以下结果：1）其抗热冲击性能：20℃~400℃>10次；2）其耐高温性能：大于700℃；3）其耐磨性能：较原有管材的1.5~2倍；4）其硬度：显微硬度HV550。