專利名稱：一種具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及金屬基材的防粘耐磨處理，尤其涉及一種具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材及其制備方法和采用該基材的傳動輥。
背景技術：
在一次性衛(wèi)生用品設備；橡膠、塑料制品機械和模具；木材、造紙印刷機械；制鞋、 制衣、包裝等行業(yè)應用到涂布機、印刷機、印染機、膠帶生產機械、紙尿褲生產機械等。在這些機器的傳動輥上往往需要接觸涂膠面、印刷面或印染面，未干燥的印刷面和印染面易沾污輥筒而影響產品表面圖案。現有一般采用“特氟龍”對輥筒表面進行處理。如中國實用新型專利(申請?zhí)?200720199289.X申請日:2007-12-14)公開了一種防粘過箔輥，用于自動燙印模切機中，其中，該防粘過箔輥的外表面涂有特氟龍涂層。傳統(tǒng)的“特氟龍”涂層對熱熔膠剝離力大，對于不粘熱熔膠的工況中零件表面附著的膠層處理困難，極大地影響了產品品質和生產效率。而且由于特氟龍涂層表面硬度低，不耐劃傷和磨損，不粘性能很快磨損失效，使用的效果和壽命極為有限。中國發(fā)明專利(申請?zhí)?3116650. 4申請日2003. 04. 25)公開了一種含碳化硅和聚四氟乙烯的鎳磷基復合涂層及其制備方法，涉及耐磨耐蝕涂層及其制備領域。該復合涂層由碳化硅(SiC)、聚四氟乙烯(PTFE)粒子均勻分布于鎳磷合金中組成。SiC含量 6 22vol. %，氟含量0 2. 61wt. %。涂層的制備方法是以NiSO4 · 6H20、NaH2PO4 · H20、 CH3COONa · 3H20、乳酸、Pb(NO3)2配制基本化學鍍鎳溶液，加入聚四氟乙烯乳液、SiC粉體和氟碳型和醇類高分子表面活性劑，通過工件的化學鍍浴和熱處理得到。制得的涂層具有優(yōu)秀的抗磨損、耐腐蝕、防粘接的綜合性能。

發(fā)明內容
為了解決和替代在各種工業(yè)領域中傳統(tǒng)使用的不粘涂層“特氟龍”對熱熔膠的剝離力太大及耐磨性能不夠而導致不粘性能短時間失效的問題；本發(fā)明的第一個目的是一種具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材；本發(fā)明的第二個目的是上述的金屬基材的制備方法；本發(fā)明的第三個目的是提供采用上述的基材的傳動輥。本發(fā)明的產品提升不粘效果，延長使用壽命；減少設備維護維修強度和周期，提高設備使用效率，提升產品質量，降低生產成本。為了實現上述的第一個目的，本發(fā)明采用了以下的技術方案—種具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材，該金屬基材的表面設有鎳基合金涂層，鎳基合金涂層的表面彌散結合設有硅聚合物樹脂層。作為優(yōu)選，上述的鎳基合金涂層的層厚為100 200 μ m。作為優(yōu)選，上述的鎳基合金涂層的表面硬度為HRC50 HRC60。作為優(yōu)選，上述的鎳基合金涂層的配方如下C 0. 3-1.5%, Si3. 0-6.0%,B2. 0-4. 5%，MoO-15%，Cr 10-20%, Fe = 20%,余量為 Ni。作為再優(yōu)選，上述的鎳基合金涂層的配方如下C 0. 5-1. 1%, Si3.0-5. 5%, B3. 0-4. 5%, Cr 15-30%, Fe = 5. 0%，余量為 Ni。作為優(yōu)選，上述的硅聚合物樹脂層由加成型硅氧烷樹脂固化交聯而成。為了實現上述的第二個目的，本發(fā)明采用了以下的技術方案一種制備上述的具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材的方法，該方法包括以下的步驟(1)對金屬基材通過有機溶劑清洗，選擇合適的砂料用噴砂的方法對需要噴涂的表面進行噴砂處理；(2)調節(jié)熱噴涂的噴涂參數，將鎳基合金粉末饋入等離子焰流，在金屬基材上均勻的噴涂上一層厚100 200 μ m合金涂層；(3)將配合成型的硅聚合物樹脂用氣噴槍均勻的噴涂在鎳基合金涂層上，霧化均勻，在催化劑及高溫烘烤的作用下固化，硅聚合物樹脂與鎳基合金涂層充分結合，形成兩種成分彌散結合的涂層結構。作為優(yōu)選，上述的噴涂參數如下所述的電流550A，電壓55V，送粉速率50g/min。作為優(yōu)選，上述的硅聚合物樹脂采用加成型硅氧烷，催化劑采用復合鉬催化劑。為了實現上述的第三個目的，本發(fā)明采用了以下的技術方案一種傳動輥，該傳動輥的基材采用上述任意一項技術方案所述的具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材。本發(fā)明由于采用了上述的技術方案，具有以下的特點1、本方法采用高強度的耐磨材料鎳基合金為基礎材料，使用等離子噴涂方法制備涂層，涂層硬度達到HRC50-60，結合強度達到25MPa。極大地提升了表面強度，顯示出優(yōu)異的耐磨耐擦傷性能。2、使用硅聚合物樹脂為主要原料對涂層進行彌散結合處理，形成合金-聚合物復合涂層。在涂層內合金粒子與聚合物交聯牢固，涂層表面能低，具有很強的疏水、疏油、不粘效果。3、復合涂層表面由直徑10 20 μ m的合金粒子和聚合物間距組成均勻的突峰，類似荷葉表面微米結構中的“乳突”，該形貌與天然荷葉表面極其相似，是表面不粘性的另一重要原因，使涂層具有比“特氟龍”涂層更輕的膠粘剝離力。


圖1為本發(fā)明所述的產品的結構示意圖。圖2為本發(fā)明所述的產品的表面電鏡圖片。
具體實施例方式如圖1所示的一種具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材3，該金屬基材3的表面設有鎳基合金涂層2，鎳基合金涂層2的表面彌散結合設有硅聚合物樹脂層1，硅聚合物樹脂層1由加成型硅氧烷樹脂固化交聯而成。鎳基合金涂層2的層厚為120 μ m，表面硬度為 HRC50 HRC60。
本實施例的鎳基合金涂層2的配方如下C 0. 5-1. 1 %, Si3. 0-5. 5 %, B3. 0-4. 5%, Cr 15-30%, Fe = 5. 0%，余量為 Ni。硅聚合物樹脂為市售采購自寧波化學工業(yè)有限公司A組分加成型硅氧烷；B組分復合鉬催化劑。上述的具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材的方法，該方法包括以下的步驟(1)基體材料通過有機溶劑清洗；選擇合適的砂料用噴砂的方法對需要噴涂的表面進行噴砂處理，達到Sa3級。(2)調節(jié)熱噴涂的噴涂參數，將鎳基合金粉末饋入等離子焰流，在金屬基材上均勻的噴涂上一層厚120 μ m合金涂層；所述的電流550A，電壓55V，送粉速率50g/min。(3)將配合成型的加成型硅氧烷用氣噴槍均勻的噴涂在鎳基合金涂層上，氣壓 0.01MPA，霧化均勻，由于鎳基合金涂層為層狀疊層結構，在涂層內存在約10% 15%的空穴，硅聚合物樹脂通過滲透方式充滿涂層空穴。在所需量的復合鉬催化劑及高溫烘烤的作用下固化，與鎳基合金涂層充分結合，形成兩種成分彌散結合的涂層結構。上述制備得到的涂層屬高強度合金(表面的電鏡圖如圖2所示)，表面硬度達 HRC50-HRC60 ；涂層與基體結合強度達25MPA，具有相比特氟龍涂層不可比擬的耐磨性和使用壽命，不粘性能突出，與熱熔膠表面剝離力< 5g/25mm。用紙制品加工行業(yè)常用的熱熔膠涂覆在本涂層表面，冷卻后用手可以很輕易地把膠層剝離，沒有任何膠層殘留，不粘效果特別顯著。比對特氟龍涂層，本涂層膠層的剝離力明顯減輕。用鐵片等硬物對涂層表面進行刮擦試驗，特氟龍涂層馬上就被刮傷，露出底層基體，失去了不粘性；本涂層經過數次刮擦，涂層完好無損，不粘性沒有明顯下降。通過在一次性衛(wèi)生用品設備上的傳動輥上試用，對生產過程中的膠粘污染處理效率明顯提高，極大地提高了產品品質和生產效率，解決了該設備乃至該行業(yè)的關鍵技術，極具實用和推廣價值。
權利要求
1.一種具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材，其特征在于該金屬基材的表面設有鎳基合金涂層，鎳基合金涂層的表面彌散結合設有硅聚合物樹脂層。
2.根據權利要求1所述的一種具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材，其特征在于鎳基合金涂層的層厚為100 200 μ m。
3.根據權利要求1所述的一種具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材，其特征在于鎳基合金涂層的表面硬度為HRC50 HRC60。
4.根據權利要求1所述的一種具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材，其特征在于鎳基合金涂層的配方如下C 0. 3-1. 5%, Si3. 0-6. 0%, B2. 0-4. 5%, MoO-15%, Crl0-20%, Fe彡20%，余量為Ni。
5.根據權利要求4所述的一種具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材，，其特征在于鎳基合金涂層的配方如下:C 0. 5-1. l%,Si3. 0-5. 5%,B3. 0-4. 5%, Cr 15-30%,Fe ^ 5. 0%, 余量為Ni。
6.根據權利要求1所述的一種具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材，其特征在于硅聚合物樹脂層由加成型硅氧烷樹脂固化交聯而成。
7.一種制備如權利要求1 6任意一項權利要求所述的具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材的方法，其特征在于該方法包括以下的步驟(1)對金屬基材通過有機溶劑清洗，選擇合適的砂料用噴砂的方法對需要噴涂的表面進行噴砂處理；(2)調節(jié)熱噴涂的噴涂參數，將鎳基合金粉末饋入等離子焰流，在金屬基材上均勻的噴涂上一層厚100 200 μ m合金涂層；(3)將配合成型的硅聚合物樹脂用氣噴槍均勻的噴涂在鎳基合金涂層上，霧化均勻，在催化劑及高溫烘烤的作用下固化，硅聚合物樹脂與鎳基合金涂層充分結合，形成兩種成分彌散結合的涂層結構。
8.根據權利要求7所述的一種具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材的方法，其特征在于噴涂參數如下所述的電流^OA,電壓55V，送粉速率50g/min。
9.根據權利要求7所述的一種具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材的方法，其特征在于硅聚合物樹脂采用加成型硅氧烷，催化劑采用復合鉬催化劑。
10.一種傳動輥，其特征在于該傳動輥的基材采用權利要求1 6任意一項權利要求所述的具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬基材的防粘耐磨處理，尤其涉及一種具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材及其制備方法和采用該基材的傳動輥。一種具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材，該金屬基材的表面設有鎳基合金涂層，鎳基合金涂層的表面彌散結合設有硅聚合物樹脂層。本發(fā)明還公開了一種制備上述的具有熱噴涂防粘耐磨涂層的金屬基材的方法和采用上述金屬基材的傳動輥。本發(fā)明的產品提升不粘效果，延長使用壽命；減少設備維護維修強度和周期，提高設備使用效率，提升產品質量，降低生產成本。
文檔編號B32B3/30GK102166850SQ2010105435
公開日2011年8月31日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權日2010年11月12日
發(fā)明者張方權, 沈健健, 陳 峰 申請人:德清縣武康鎮(zhèn)創(chuàng)智熱噴涂廠