一种用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂及使用方法和应用与流程

阅读：评论：0

1.本发明涉及封孔技术领域，尤其涉及一种用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂及使用方法和应用。

背景技术：

2.沉没辊是连续热镀锌生产线的关键部件，其长期工作于460℃-600℃之间的熔融锌液中，因此其除要求防粘锌、防锌液腐蚀外，还要求具有优良的耐磨损、耐酸腐蚀等性能。为了增加沉没辊的耐腐蚀和耐磨损性能，通常会在沉没辊表面热喷涂涂层。但是，热喷涂涂层是典型的层状结构，层与层之间具有一定的孔隙，高温熔融锌液会从表面沿着孔隙渗入基体，导致涂层腐蚀剥落，严重影响沉没辊的使用寿命。
3.解决热喷涂涂层存在孔隙的主要途径是采用封孔技术，即将封孔剂涂覆并渗入热喷涂涂层，填塞热喷涂涂层的空隙，从而实现对热喷涂涂层的封孔处理。但是，目前常用的封孔剂的固化需要在400℃-500℃高温下进行，由于封孔是在沉没辊制作的最后一道工序，在高温下进行热处理固化封孔剂，往往会导致沉没辊变形，严重影响沉没辊的在线使用周期。且目前常用的耐高温封孔剂在使用一段时间后依然会出现涂层剥落问题，稳定性有待进一步提高。因此，研制一种可以低温固化、且具有良好的耐高温、耐锌液腐蚀、性能稳定的封孔剂，对于提高沉没辊使用寿命具有十分重要的意义。

技术实现要素：

4.针对现有技术中用于热喷涂涂层的封孔剂存在的需要高温固化、稳定性较差等问题，本发明提供一种用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂及使用方法和应用。
5.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
6.一种用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂，包括如下质量百分含量的原料组分：环氧树脂30％-45％，立方氮化硼分散液30％-45％，纳米陶瓷复合填料5％-10％和溶剂10％-15％；其中，所述纳米陶瓷复合填料为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的混合物。
7.相对于现有技术，本发明提供的用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂，以有机环氧树脂和无机立方氮化硼分散液作为主要原料，使得有机材料和无机材料具有良好的相容性，且固化后形成的有机-无机复合材料具有良好的耐锌液腐蚀和耐高温性能；同时，选择纳米二氧化硅和纳米二氧化钛复合的纳米复合陶瓷材料作为填料，有效保证了封孔剂的渗入性和致密性，从而使得封孔剂具有良好的渗透性、稳定性，保证封孔剂能够更加深入的渗透至涂层的孔隙中，进而有效减少热喷涂涂层的孔隙、微裂纹；且本发明提供的封孔剂可在100℃-120℃的低温环境下固化，从而避免了高温固化对工件加工精度和使用寿命的影响，具有较高的实用价值。
8.优选的，所述立方氮化硼分散液中氮化硼的含量为18％-22％。
9.需要说明的是，所述立方氮化硼分散液为将立方氮化硼分散至水溶剂中。
10.将氮化硼以立方氮化硼分散液的形式加入封孔剂中，不但可提高氮化硼与环氧树
脂的相容性，还能有效提高封孔剂的渗透性、稳定性和耐高温性。
11.优选的，所述纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的质量比为2-4:5。
12.优选的，所述纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的粒径均为5nm-10nm。
13.优选的纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的粒径、配比，可使其均匀分散于体系中，从而得到均匀致密的封闭层，达到有效保护热喷涂涂层，延长热喷涂涂层的使用寿命，降低维护成本的目的。
14.优选的，所述溶剂为三氧化二铬与丙酮的混合物。
15.优选的，所述三氧化二铬与丙酮的质量比为1-3:8。
16.优选的溶剂可提高低温固化速率，以及提高使用该封孔剂处理的热喷涂涂层的硬度、耐腐蚀性和耐磨性。
17.本发明还提供了上述用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂的制备方法，至少包括以下步骤：
18.按照设计配比称取各组分，将称取的环氧树脂、立方氮化硼分散液、纳米陶瓷复合填料和溶剂混合均匀，得所述用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂。
19.上述制备方法操作简单，无复杂工序，也无需特殊的设备，适合工业化大规模生产。
20.本发明还提供了上述用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂在热镀锌锌锅沉没辊中的应用。
21.本发明还提供了上述用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂的使用方法，至少包括以下步骤：将待封闭的涂层工件表面擦拭干净，然后将耐高温封孔剂喷涂于涂层工件表面，于100℃-120℃固化，即在工件表面形成封闭涂层。
22.需要说明的是，在喷涂所述耐高温封孔剂之前，需要将待封闭的涂层工件的表面擦拭干净，去除表面的灰尘、油渍等，保证封孔剂的充分渗入。
23.优选的，固化时间为3h-4h。
24.优选的，所述封闭涂层的厚度为5μm-8μm。
25.示例性的，采用喷壶将所述耐高温封孔剂喷涂至涂层工件表面。
26.本发明提供的用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂具有良好的耐熔融锌液腐蚀的性能，且在100℃-120℃的低温环境下就可实现快速固化，尤其适用于热镀锌锌锅沉没辊热喷涂涂层的封闭，同时，还能避免高温固化对沉没辊加工后精度的影响，在热镀锌锌锅沉没辊中具有广阔的应用前景。
附图说明
27.图1为本发明实施例中将喷涂封口及的试块在热镀锌模拟锌锅中进行封闭效果测试的装置示意图，其中，
①
电机，
②
温度控制系统，
③
温度控制系统固定装置，
④
试块加持装置，
⑤
密封盖，
⑥
金属外框，
⑦
试块，
⑧
熔融锌液，
⑨
坩埚；
28.图2为本发明实施例1试块封闭效果测试结束后的表面照片图；
29.图3为本发明对比例1试块封闭效果测试结束后的表面照片图；
30.图4为本发明对比例2试块封闭效果测试结束后的表面照片图。
具体实施方式
31.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
32.实施例1
33.本发明实施例提供一种用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂，包括如下质量百分含量的原料组分：环氧树脂40％，立方氮化硼分散液43％，纳米陶瓷复合填料5％和溶剂12％；
34.其中，立方氮化硼分散液中氮化硼的含量为20％；纳米陶瓷复合填料为质量比为3:5的纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的混合物，纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的粒径均为5nm-10nm；溶剂为质量比为2:8的三氧化二铬与丙酮。
35.上述用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂的制备步骤如下：
36.按照设计配比称取各组分，将称取的环氧树脂、立方氮化硼分散液、纳米陶瓷复合填料和溶剂混合均匀，得所述用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂。
37.上述用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂的使用方法如下：
38.用百洁布将待封闭的涂层沉没辊辊面擦拭干净，去除表面的灰尘、污渍等，然后用喷壶将耐高温封孔剂喷涂于沉没辊涂层表面，将喷涂封孔剂的沉没辊置于110℃热处理炉中固化3h，即在沉没辊涂层表面形成封闭涂层，封闭涂层的厚度为5μm-8μm。
39.实施例2
40.本发明实施例提供一种用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂，包括如下质量百分含量的原料组分：环氧树脂35％，立方氮化硼分散液45％，纳米陶瓷复合填料10％和溶剂10％；
41.其中，立方氮化硼分散液中氮化硼的含量为18％；纳米陶瓷复合填料为质量比为3.5:5的纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的混合物，纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的粒径均为5nm-10nm；溶剂为质量比为1:8的三氧化二铬与丙酮。
42.上述用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂的制备步骤如下：
43.按照设计配比称取各组分，将称取的环氧树脂、立方氮化硼分散液、纳米陶瓷复合填料和溶剂混合均匀，得所述用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂。
44.上述用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂的使用方法如下：
45.用百洁布将待封闭的涂层沉没辊辊面擦拭干净，去除表面的灰尘、污渍等，然后用喷壶将耐高温封孔剂喷涂于沉没辊涂层表面，将喷涂封孔剂的沉没辊置于120℃热处理炉中固化3h，即在沉没辊涂层表面形成封闭涂层，封闭涂层的厚度为5μm-8μm。
46.实施例3
47.本发明实施例提供一种用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂，包括如下质量百分含量的原料组分：环氧树脂45％，立方氮化硼分散液30％，纳米陶瓷复合填料10％和溶剂15％；
48.其中，立方氮化硼分散液中氮化硼的含量为22％；纳米陶瓷复合填料为质量比为4:5的纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的混合物，纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的粒径均为5nm-10nm；溶剂为质量比为3:8的三氧化二铬与丙酮。
49.上述用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂的制备步骤如下：
50.按照设计配比称取各组分，将称取的环氧树脂、立方氮化硼分散液、纳米陶瓷复合填料和溶剂混合均匀，得所述用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂。
51.上述用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂的使用方法如下：
52.用百洁布将待封闭的涂层沉没辊辊面擦拭干净，去除表面的灰尘、污渍等，然后用喷壶将耐高温封孔剂喷涂于沉没辊涂层表面，将喷涂封孔剂的沉没辊置于100℃热处理炉中固化4h，即在沉没辊涂层表面形成封闭涂层，封闭涂层的厚度为5μm-8μm。
53.实施例4
54.本发明实施例提供一种用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂，包括如下质量百分含量的原料组分：环氧树脂30％，立方氮化硼分散液45％，纳米陶瓷复合填料10％和溶剂15％；
55.其中，立方氮化硼分散液中氮化硼的含量为19％；纳米陶瓷复合填料为质量比为2:5的纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的混合物，纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的粒径均为5nm-10nm；溶剂为质量比为2:8的三氧化二铬与丙酮。
56.上述用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂的制备步骤如下：
57.按照设计配比称取各组分，将称取的环氧树脂、立方氮化硼分散液、纳米陶瓷复合填料和溶剂混合均匀，得所述用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂。
58.上述用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂的使用方法如下：
59.用百洁布将待封闭的涂层沉没辊辊面擦拭干净，去除表面的灰尘、污渍等，然后用喷壶将耐高温封孔剂喷涂于沉没辊涂层表面，将喷涂封孔剂的沉没辊置于115℃热处理炉中固化3h，即在沉没辊涂层表面形成封闭涂层，封闭涂层的厚度为5μm-8μm。
60.对比例1
61.本对比例提供一种用于热喷涂涂层的封孔剂，包括如下质量百分含量的原料组分：二乙二醇醚双酚a型环氧树脂45％、聚乙二醇醚40％，丙酮15％。
62.对比例2
63.本对比例提供一种用于热喷涂涂层的封孔剂，其组成以及制备方法与实施例1完全相同，不同的仅是将氮化硼分散液替换为等量的40-60μm的al2o3。
64.将实施例1以及对比例1-2制备的封孔剂按照实施例1的使用方法喷涂至热喷涂涂层试块表面，固化后置于热镀锌模拟锌锅中进行封闭效果测试，热镀锌模拟锌锅的结构示意图如图1所示。
65.试验参数：熔融锌液温度460℃，测试时间500h，转速50rpm。
66.实施例1试块测试结束后的照片如图1所示，对比例1试块测试结束后的照片如图2所示，对比例2试块测试结束后的照片如图3所示。从图中可以看出，对比例1中的封闭涂层出现大量的剥落(白区域)，对比例2中的封闭涂层也出现轻微斑点剥落，实施例1中的封闭涂层没有剥落现象。这证明，本发明提供的封孔剂具有优异的耐高温和耐锌液腐蚀性能，且稳定性良好，在热镀锌锌锅沉没辊中具有较高的实用价值。
67.实施例2-4制备的封孔剂均可达到与实施例1基本相当的技术效果。
68.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的防氧化范围之内。

技术特征：

1.一种用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂，其特征在于，包括如下质量百分含量的原料组分：环氧树脂30％-45％，立方氮化硼分散液30％-45％，纳米陶瓷复合填料5％-10％和溶剂10％-15％；其中，所述纳米陶瓷复合填料为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的混合物。2.如权利要求1所述的用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂，其特征在于，所述立方氮化硼分散液中氮化硼的含量为18％-22％。3.如权利要求1所述的用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂，其特征在于，所述纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的质量比为2-4:5。4.如权利要求3所述的用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂，其特征在于，所述纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的粒径均为5nm-10nm。5.如权利要求1所述的用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂，其特征在于，所述溶剂为三氧化二铬与丙酮的混合物。6.如权利要求5所述的用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂，其特征在于，所述三氧化二铬与丙酮的质量比为1-3:8。7.权利要求1-6任一项所述的用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂在热镀锌锌锅沉没辊中的应用。8.权利要求1-6任一项所述的用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂的使用方法，其特征在于，至少包括以下步骤：将待封闭的涂层工件表面擦拭干净，然后将耐高温封孔剂喷涂于涂层工件表面，于100℃-120℃固化，即在工件表面形成封闭涂层。9.如权利要求8所述的使用方法，其特征在于，固化时间为3h-4h。10.如权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述封闭涂层的厚度为5μm-8μm。

技术总结

本发明涉及封孔技术领域，具体公开了一种用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂及使用方法和应用。所述耐高温封孔剂包括：环氧树脂30％-45％，立方氮化硼分散液30％-45％，纳米陶瓷复合填料5％-10％和溶剂10％-15％；其中，所述纳米陶瓷复合填料为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的混合物。本发明提供的用于热喷涂涂层的耐高温封孔剂具有良好的耐熔融锌液腐蚀的性能，且在100℃-120℃的低温环境下就可实现快速固化，尤其适用于热镀锌锌锅沉没辊热喷涂涂层的封闭，同时，还能避免高温固化对沉没辊加工后精度的影响，在热镀锌锌锅沉没辊中具有广阔的应用前景。应用前景。应用前景。