一種聚苯酯硅鋁可磨損封嚴(yán)涂層復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及金屬加工和材料領(lǐng)域，公開了一種封嚴(yán)涂層復(fù)合材料，粒徑為120～160μm，其結(jié)構(gòu)自內(nèi)向外依次為粒徑50～80μm的聚苯酯微球、厚度為10～30nm的二氧化硅薄膜和鋁粉層。無(wú)需先制備硅鋁合金，直接在聚苯酯微球表面分別形成二氧化硅薄膜和鋁粉層。使用時(shí)通過(guò)等離子噴涂法使之附著于基體表面，聚苯酯作為起潤(rùn)滑作用、抗磨的非金屬相，鋁作為金屬相，用于同基體材料結(jié)合，二氧化硅薄膜在噴涂過(guò)程中保護(hù)聚苯酯不被燒損。噴涂時(shí)的聚苯酯燒損率低于1%；與金屬基材的結(jié)合力psi達(dá)1000～1400，沉積效率50%～65%，顯微硬度HV110～160，完全可以達(dá)到Metco601的標(biāo)準(zhǔn)，制備工藝簡(jiǎn)單，成本低。
【專利說(shuō)明】一種聚苯酯硅鋁可磨損封嚴(yán)涂層復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬加工和材料領(lǐng)域，具體為一種封嚴(yán)涂層復(fù)合材料及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]透平壓縮機(jī)氣路封嚴(yán)是提高其效率、降低能耗的關(guān)鍵技術(shù)，而封嚴(yán)涂層是最先進(jìn)的氣路密封技術(shù)。
[0003]大量實(shí)驗(yàn)表明，減小壓縮機(jī)密封的封嚴(yán)間隙，降低密封部位的泄漏，可在不改變壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的前提下顯著提高機(jī)組效率。但是運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于制造或裝配誤差、工作時(shí)結(jié)構(gòu)變形、運(yùn)行間的振動(dòng)等因素，過(guò)小的間隙極易引起轉(zhuǎn)子與定子之間的碰撞磨損，進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子損傷或機(jī)組停機(jī)。
[0004]如果使用封嚴(yán)密封涂層改善定子與轉(zhuǎn)子之間的密封性，既能維持小的密封間隙還能緩沖定子與轉(zhuǎn)子間的碰磨，有效阻止刮擦損傷，達(dá)到良好的封嚴(yán)效果，從而保證機(jī)組的效率和可靠性。理想的封嚴(yán)涂層要求熱穩(wěn)定性強(qiáng)、摩擦系數(shù)小、抗氧化性強(qiáng)，應(yīng)既有足夠的強(qiáng)度抵抗外部顆粒及氣體的沖蝕，又可被刮削，在葉片與涂層發(fā)生摩擦接觸時(shí)，涂層被刮削卻不脫落而葉片尖端不磨損，同時(shí)能維持較小的封嚴(yán)間隙，減少氣體泄漏。
[0005]封嚴(yán)涂層大多選用金屬相與非金屬相的復(fù)合材料。其中金屬相具有可噴涂性、結(jié)合強(qiáng)度、抗沖蝕性等性能，常用的有鎳、鈷、銅、鋁等及其合金。非金屬相提供減磨、抗黏著和自潤(rùn)滑性能，如石墨、聚苯酯、硅藻土等。
[0006]使用時(shí)需要將封嚴(yán)涂層復(fù)合材料通過(guò)熱噴涂的方式沉積到基材表面，金屬相與基材結(jié)合，非金屬相發(fā)揮潤(rùn)滑減磨等作用。
[0007]現(xiàn)代高性能熱噴涂涂層是一種使用性很強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣、發(fā)展迅速的重要表面工程技術(shù)，它利用各種熱源，將金屬或陶瓷材料迅速加熱至熔融或半熔融狀態(tài)，借助氣流霧化并沉積在工作表面形成與基體緊密結(jié)合的涂層。由于它具有與基體不同的成分和結(jié)構(gòu)，使基體表面獲得特殊性能，以滿足工件更高的使用要求。
[0008]采用熱噴涂工藝，在高溫下，某些非金屬相如高分子聚合物等容易燒失，因此，需要對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)加以改進(jìn)，提高有效沉積率，減少燒失量。
[0009]聚苯酯硅鋁是一種中低溫封嚴(yán)涂層，例如美國(guó)Mecto (美科)生產(chǎn)的Metco601涂層，其組成為聚苯酯表面包裹的硅鋁合金，通常聚苯酯與硅鋁合金的質(zhì)量比為2:3 ;通過(guò)等離子噴涂法附著于基體表面?？捎糜诠I(yè)空調(diào)壓縮機(jī)等，在300~400°C環(huán)境溫度下工作環(huán)境。但是這種涂層材料工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴。需要一種制備聚苯酯封嚴(yán)涂層復(fù)合材料的方法,降低生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明旨在提供一種聚苯酯硅鋁的可磨損封嚴(yán)涂層復(fù)合材料，可通過(guò)高溫火焰將該材料結(jié)合到基材上，獲得良好的自潤(rùn)滑和密封效果，降低生產(chǎn)和噴涂成本。
[0011]本發(fā)明采用聚苯酯作為起潤(rùn)滑作用、抗磨的非金屬相，鋁作為金屬相，用于同基體材料結(jié)合。
[0012]本發(fā)明的聚苯酯硅鋁可磨損封封嚴(yán)涂層復(fù)合材料，粒徑為120~160μπι，其結(jié)構(gòu)自內(nèi)向外依次為粒徑50~80 μ m的聚苯酯微球、厚度為10~30nm的二氧化娃薄膜和招粉層。
[0013]以重量百分比計(jì)，聚苯酯微球的含量為53.5%~56%, 二氧化娃的含量為4.5%~
5.3%，鋁的含量為39.5%~41.5%ο
[0014]制備方法包括以下步驟:
[0015]( DlOwt~50wt%納米二氧化娃溶膠與0.5wt%~lwt%甲基丙烯酰氧基類硅烷的水溶液混合，并將PH值調(diào)節(jié)為3.5~4.5，納米二氧化硅顆粒的粒徑為10~20nm，得到物料a，其中納米二氧化硅的含量為5wt%~50wt% ;或者，
[0016]在濃度為0.5wt%~lwt%甲基丙烯酰氧基類硅烷的水溶液中加入粒徑為10~20nm的納米二氧化娃顆?；旌暇鶆?，并將pH值調(diào)節(jié)為3.5~4.5,得到物料a。
[0017]物料a中，以甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與二氧化硅溶膠中硅元素的總量計(jì)，甲基丙烯酰氧基類硅烷中的硅元素占硅元素總量的0.1%~1.5%。
[0018]聚苯酯粉末粉碎打磨為 平均粒徑50~80 μ m的聚苯酯微球,按照1:0.0005~
0.01:0.05~5的質(zhì)量比將聚苯酯微球、水溶性陶瓷粘膠劑和水混合，調(diào)成糊狀得到物料b ；優(yōu)選的，聚苯酯微球、水溶性粘合劑和水的質(zhì)量比為1:0.001~0.006:0.2~2。
[0019](2)將物料a和物料b霧化后混合噴霧干燥,使納米二氧化娃在聚苯酯微球表面形成二氧化硅膜，得到二氧化硅包裹的聚苯酯微球。
[0020]以總重量100份計(jì)，物料a中的硅元素折合二氧化硅，重量為4~6份，物料b中聚苯酯的重量為94~95份。
[0021]用噴霧干燥設(shè)備進(jìn)行噴霧干燥，噴霧干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)包括干燥塔和位于干燥塔上方的離心霧化器；離心霧化器上帶有兩個(gè)進(jìn)料口，分別為進(jìn)料口 A和進(jìn)料口 B，離心霧化器的霧化噴頭伸入干燥塔內(nèi)；
[0022]霧化噴頭的內(nèi)徑為0.1~Imm ;物料a和物料b分別用泵從進(jìn)料口 A和進(jìn)料口 B打入離心霧化器，霧化器離心速度5000~15000rpm ;霧化后的液滴由霧化噴頭送入干燥塔內(nèi)；
[0023]干燥塔高2~5米，塔內(nèi)的熱空氣氛溫度150~250°C，干燥后的霧化物在熱空氣氛中自由下落，在塔底收集粉末，過(guò)180~200目篩進(jìn)行篩分，得到包裹二氧化硅的聚苯酯微球。
[0024](3)將鋁粉、水溶性陶瓷膠粘劑和水混合調(diào)為糊狀，加入二氧化硅包裹的聚苯酯微球，在團(tuán)聚機(jī)或捏合機(jī)中混合均勻，混合時(shí)間為IOmin~2hr,并且干燥后過(guò)100~150目篩(優(yōu)選為過(guò)120目篩)，篩分得到聚氨酯硅鋁可磨損封嚴(yán)涂層復(fù)合材料；其中二氧化硅包裹的聚苯酯微球及鋁粉的總量中，鋁粉重量百分比為20%~30% ;鋁粉、水溶性陶瓷膠粘劑和水的重量比為1:0.001~0.02:0.05~5，優(yōu)選為1:0.005~0.015:0.2~2 ;鋁粉的粒徑為15~20 μ m。所得到的產(chǎn)物粒徑為140 ± 10 μ m。
[0025]優(yōu)選的，水溶性陶瓷粘膠劑為聚乙烯醇，分子量為3000~20000。
[0026]優(yōu)選的，甲基丙烯酰氧基類硅烷為甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0027]本發(fā)明的涂層材料，無(wú)需先制備硅鋁合金，直接在聚苯酯微球表面分別形成二氧化硅薄膜和鋁粉層；使用時(shí)通過(guò)等離子噴涂法使之附著于基體表面，通過(guò)鋁與基材表面形成一體，二氧化硅薄膜在噴涂過(guò)程中保護(hù)聚苯酯不被燒損。這種聚苯酯硅鋁的封嚴(yán)涂層復(fù)合材料，噴涂時(shí)的聚苯酯燒損率低于1°/。；而且與金屬基材的結(jié)合力PSi可達(dá)1000~1400,沉積效率50%~65%，顯微硬度HVllO~160，磨損和孔隙率幾乎可以忽略不計(jì)，完全可以達(dá)到Metco601的標(biāo)準(zhǔn),制備工藝簡(jiǎn)單,成本低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明聚氨酯硅鋁可磨損封嚴(yán)涂層復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖，其中601—聚苯酯微球，602—二氧化硅膜，603—招粉層
[0029]圖2為本發(fā)明中所使用的霧化干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖
[0030]I一尚心霧化器，101一進(jìn)料口 A, 102一進(jìn)料口 B, 103一霧化噴頭，2一干燥塔，3—旋風(fēng)分離器
【具體實(shí)施方式】
[0031]實(shí)施例1
[0032](I)取含量為25wt%的納米二氧化硅溶膠(其中二氧化硅粒徑5~15nm)，加入質(zhì)量濃度為1%甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷水溶液混合均勻，調(diào)節(jié)pH至3.8得到物料a ;以甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與二氧化硅溶膠中硅元素的總量計(jì)，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中硅元素的摩爾百分比為0.2% ；
[0033]聚苯酯粉末粉碎打磨為平均粒徑50~70 μ m的聚苯酯微球，加入分子量10000聚乙烯醇和水混合調(diào)成糊狀，得到物料b ;聚苯酯微球、聚乙烯醇和水的重量比為1:0.002:
0.8。
[0034](2)將物料a和物料b在噴霧干燥設(shè)備內(nèi)混合霧化后進(jìn)行干燥，使納米二氧化硅包裹在聚苯酯微球的表面。其中，物料a中所含的硅元素折合二氧化硅與物料b中聚苯酯的重量比為5.5:94.5。
[0035]如圖2所示，噴霧干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)包括干燥塔2和位于干燥塔上方的離心霧化器I ;離心霧化器上帶有兩個(gè)進(jìn)料口，分別為進(jìn)料口 AlOl和進(jìn)料口 B102，離心霧化器的霧化噴頭103伸入干燥塔內(nèi)。霧化噴頭的內(nèi)徑為0.5mm。
[0036]物料a和物料b分別用泵從進(jìn)料口 AlOl和進(jìn)料口 B102打入離心霧化器，離心速度8000rpm，經(jīng)過(guò)I~2分鐘霧化后，霧化后的液滴由霧化噴頭送入干燥塔內(nèi)。干燥塔高2.5米，塔內(nèi)的熱空氣氛溫度240°C，干燥后的霧化物在熱空氣氛中自由下落，在塔底收集粉末，并用振動(dòng)篩過(guò)180~200目篩進(jìn)行篩分，去掉過(guò)大的顆粒，收集粉末，得到包裹二氧化硅的聚苯酯微球(粒徑50~70 μ m), 二氧化硅的厚度為10~25nm。干燥塔的中部和底部之間的位置連接一個(gè)外部的除塵裝置，可以是旋風(fēng)分離器3，旋風(fēng)分離器位于干燥塔的外部，用于在霧化物下落過(guò)程中進(jìn)行除塵。
[0037]熱空氣氛的形成方法為:將空氣用送風(fēng)機(jī)送入加熱器內(nèi)加熱到所需溫度，再送入干燥塔。
[0038] (3)粒徑為15~20 μ m的鋁粉中加入分子量10000的聚乙烯醇和水混合調(diào)成糊狀，鋁粉、聚乙烯醇與水的重量比為1:0.01:0.5，再加入步驟(2)中所獲得的粉末，鋁粉與步驟(2)粉末的重量比為75:25 ;在團(tuán)聚機(jī)或捏合機(jī)中充分混合并干燥，混合時(shí)間為10~30分鐘；
[0039]再過(guò)100~120目篩進(jìn)行篩分，去掉過(guò)大的顆粒，收集粉末，所得到的產(chǎn)物即為聚苯酯硅鋁的封嚴(yán)涂層復(fù)合材料，粒徑為130~150 μ m。分析各組分質(zhì)量百分比:聚苯酯55.2%, 二氧化硅 4.9%,鋁 39.9%。
[0040]這種聚苯酯硅鋁的可磨損封嚴(yán)涂層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，從內(nèi)向外依次為聚苯酯硅鋁微球601、厚度為10~25nm的二氧化硅薄膜602和鋁粉層603。
[0041]將所得到的粉末用8000°C等離子噴涂法燒結(jié)噴涂在基材(例如是鑄鐵或鋼材)表面，沉積效率56%。分析聚苯酯硅鋁的封嚴(yán)涂層的組分，其中的聚苯酯和二氧化硅重量百分比含量幾乎沒(méi)有變化，燒損率低于1%。
[0042]經(jīng)檢測(cè)這種聚苯酯硅鋁的封嚴(yán)涂層復(fù)合材料與基材的結(jié)合力PSillOO~1300(劃柵格實(shí)驗(yàn)或粘貼實(shí)驗(yàn))，顯微硬度HVllO~160 (顯微硬度計(jì)檢測(cè))?？紫堵屎湍湍p的效果指標(biāo)達(dá)到Metco601的標(biāo)準(zhǔn)。
[0043]實(shí)施例2
[0044](I)取含量為18wt%的納米二氧化硅溶膠(其中二氧化硅粒徑5~15nm)，加入質(zhì)量濃度為0.6%甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷水溶液混合均勻得到物料a ；
[0045]以甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與二氧化硅溶膠中硅元素的總量計(jì)，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基 硅烷中硅元素的摩爾百分比為1.5% ；
[0046]聚苯酯粉末粉碎打磨為平均粒徑55~70 μ m的聚苯酯微球，加入分子量8000的聚乙烯醇和水混合調(diào)成糊狀，得到物料b ;聚苯酯微球、聚乙烯醇和水的重量比為1:0.001:
0.5。
[0047](2)將物料a和物料b在噴霧干燥設(shè)備內(nèi)霧化后進(jìn)行干燥，使納米二氧化硅包裹在聚苯酯微球的表面。其中，物料a中所含的硅元素折合二氧化硅與物料b中聚苯酯的重量比為6:94 ；
[0048]物料a和物料b分別用泵從進(jìn)料口 AlOl和進(jìn)料口 B102打入離心霧化器，離心速度6500rpm，經(jīng)過(guò)I~2分鐘霧化，霧化后的液滴由霧化噴頭送入干燥塔內(nèi)。離心霧化器霧化噴頭內(nèi)徑0.8mm，干燥塔塔高4m，干燥塔內(nèi)的空氣氛溫度150°C。其余同實(shí)施例1。
[0049]收集粉末，得到包裹二氧化硅的聚苯酯微球(粒徑55~70 μ m)，二氧化硅的厚度為 15 ~25nm。
[0050](3)粒徑為15~20 μ m的鋁粉中加入分子量8000的聚乙烯醇和水混合調(diào)成糊狀，鋁粉、聚乙烯醇與水的重量比為1:0.006:0.6，再加入步驟(2)中所獲得的粉末，鋁粉與步驟(2)粉末的重量比為76:24 ;在團(tuán)聚機(jī)或捏合機(jī)中充分混合并干燥，混合時(shí)間為10~30分鐘。
[0051]再過(guò)100~120目篩進(jìn)行篩分，去掉過(guò)大的顆粒，收集粉末，
[0052]所得到的產(chǎn)物即為聚苯酯硅鋁的封嚴(yán)涂層復(fù)合材料，粒徑為135~150 μ m。分析各組分質(zhì)量百分比:聚苯酯53.9%，二氧化硅5.1%，鋁41.0%。
[0053]將所得到的粉末用8000°C等離子噴涂法燒結(jié)噴涂在基材(例如是鑄鐵或鋼材)表面，沉積效率59%。分析聚苯酯硅鋁的封嚴(yán)涂層的組分，其中的聚苯酯和二氧化硅重量百分比含量幾乎沒(méi)有變化，燒損率低于1%。[0054]經(jīng)檢測(cè)這種聚苯酯硅鋁的封嚴(yán)涂層復(fù)合材料與基材的結(jié)合力psil200~1300(劃柵格實(shí)驗(yàn)或粘貼實(shí)驗(yàn))，顯微硬度HVllO~160 (顯微硬度計(jì)檢測(cè))?？紫堵屎湍湍p的效果指標(biāo)達(dá)到Metco601的標(biāo)準(zhǔn)。
[0055]實(shí)施例3
[0056](I)將在質(zhì)量百分比濃度為1%的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷水溶液中加入粒徑為10~20nm的二氧化硅粒子(白碳黑)，調(diào)節(jié)pH值至4.5，得到物料a ;以甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與二氧化硅粒子中硅元素的總量計(jì)，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中硅元素的摩爾百分比為0.1% ；
[0057]將聚苯酯粉末粉碎打磨為平均粒徑50~65 μ m的聚苯酯微球,按照1:0.004:1的質(zhì)量比將聚苯酯微球、分子量5000的聚乙烯醇和水混合，調(diào)成糊狀，得到物料b。
[0058](2)將物料a和物料b送入在噴霧干燥設(shè)備內(nèi)霧化后進(jìn)行干燥，使納米二氧化硅包裹在聚苯酯微球的表面。
[0059]按重量計(jì)，物料a中的硅元素折合為二氧化硅，與物料b中的聚苯酯微球的重量比為 5:95o
[0060]霧化噴頭內(nèi)徑0.2mm,干燥塔塔高3m，干燥塔內(nèi)的空氣氛溫度120°C，其余同實(shí)施例I。
[0061]收集粉末，得到包裹二氧化硅的聚苯酯微球(粒徑50~65 μ m)，二氧化硅的厚度為 10 ~25nm。
[0062](3)粒徑為15~20 μ m的鋁粉中加入分子量5000的聚乙烯醇和水混合調(diào)成糊狀，鋁粉、聚乙烯醇與水的重量比為1:0.012:0.9，再加入步驟(2)中所獲得的粉末，鋁粉與步驟(2)粉末的重量比為76:24 ;在團(tuán)聚機(jī)或捏合機(jī)中充分混合并干燥，混合時(shí)間為10~30分鐘。
[0063]再過(guò)100~120目篩進(jìn)行篩分，去掉過(guò)大的顆粒，收集粉末，所得到的產(chǎn)物即為聚苯酯硅鋁的封嚴(yán)涂層復(fù)合材料，粒徑為130~145 μ m。
[0064]分析各組分質(zhì)量百分比:聚苯酯54.6%，二氧化硅4.7%，鋁40.7%。
[0065]將所得到的粉末用6000°C等離子噴涂法燒結(jié)噴涂在基材(例如是鑄鐵或鋼材)表面，沉積效率63%。分析聚苯酯硅鋁的封嚴(yán)涂層的組分，其中的聚苯酯和二氧化硅重量百分比含量幾乎沒(méi)有變化，燒損率低于1%。
[0066]經(jīng)檢測(cè)這種聚苯酯硅鋁的封嚴(yán)涂層復(fù)合材料與基材的結(jié)合力psill50~1400(劃柵格實(shí)驗(yàn)或粘貼實(shí)驗(yàn))，顯微硬度HVllO~160 (顯微硬度計(jì)檢測(cè))?？紫堵屎湍湍p的效果指標(biāo)達(dá)到Metco601的標(biāo)準(zhǔn)。
[0067]實(shí)施例4
[0068](I)將在質(zhì)量百分比濃度為0.5%的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷水溶液中加入粒徑為10~20nm的二氧化娃粒子(白碳黑),調(diào)節(jié)pH值至3.8,得到物料a ；
[0069] 以甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與二氧化硅粒子中硅元素的總量計(jì)，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中硅元素的摩爾百分比為1.2% ；
[0070]將聚苯酯粉末粉碎打磨為平均粒徑55~65 μ m的聚苯酯微球，按照1:0.003: I的質(zhì)量比將聚苯酯微球、分子量12000的聚乙烯醇和水混合，調(diào)成糊狀，得到物料b。
[0071](2)將物料a和物料b送入在噴霧干燥設(shè)備內(nèi)霧化后進(jìn)行干燥，使納米二氧化硅包裹在聚苯酯微球的表面。
[0072]按重量計(jì)，物料a中的硅元素折合為二氧化硅，與物料b中的聚苯酯微球的重量比為 6:94o
[0073]霧化噴頭內(nèi)徑0.5mm，干燥塔塔高4m，干燥塔內(nèi)的空氣氛溫度180°C。其余同實(shí)施例I。
[0074] 收集粉末，得到包裹二氧化硅的聚苯酯微球(粒徑55~65 μ m)，二氧化硅的厚度為 15 ~30nm。
[0075](3)粒徑為15~20 μ m的鋁粉中加入分子量12000的聚乙烯醇和水混合調(diào)成糊狀，鋁粉、聚乙烯醇與水的重量比為1:0.01:0.8，再加入步驟(2)中所獲得的粉末，鋁粉與步驟(2)粉末的重量比為75:25 ;在團(tuán)聚機(jī)或捏合機(jī)中充分混合并干燥，混合時(shí)間為10~30分鐘。
[0076] 再過(guò)100~120目篩進(jìn)行篩分，去掉過(guò)大的顆粒，收集粉末，所得到的產(chǎn)物即為聚苯酯硅鋁的封嚴(yán)涂層復(fù)合材料，粒徑為130~150 μ m。
[0077]分析各組分質(zhì)量百分比:聚苯酯54.8%, 二氧化硅4.9%,鋁40.3%。
[0078]將所得到的粉末用9500°C等離子噴涂法燒結(jié)噴涂在基材(例如是鑄鐵或鋼材)表面，沉積效率61%。分析聚苯酯硅鋁的封嚴(yán)涂層的組分，其中的聚苯酯和二氧化硅重量百分比含量幾乎沒(méi)有變化，燒損率低于1%。
[0079]經(jīng)檢測(cè)這種聚苯酯硅鋁的封嚴(yán)涂層復(fù)合材料與基材的結(jié)合力PSillOO~1400(劃柵格實(shí)驗(yàn)或粘貼實(shí)驗(yàn))，顯微硬度HVllO~160 (顯微硬度計(jì)檢測(cè))?？紫堵屎湍湍p的效果指標(biāo)達(dá)到Metco601的標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種聚苯酯硅鋁可磨損封封嚴(yán)涂層復(fù)合材料，其特征在于，粒徑為120~160 μ m，其結(jié)構(gòu)自內(nèi)向外依次為聚苯酯微球、二氧化硅薄膜和鋁粉層； 所述聚苯酯微球粒徑為50~80 μ m, 二氧化硅薄膜厚度為10~30nm。
2.權(quán)利要求1所述聚苯酯硅鋁可磨損封封嚴(yán)涂層復(fù)合材料，其特征在于，以重量百分比計(jì)，聚苯酯微球的含量為53.5%~56%，二氧化硅的含量為4.5%~5.3%，鋁的含量為39.5% ~41.5%ο
3.權(quán)利要求1或2所述聚苯酯硅鋁可磨損封封嚴(yán)涂層復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)IOwt~50wt%納米二氧化娃溶膠與0.5wt%~lwt%甲基丙烯酰氧基類硅烷的水溶液混合，并將PH值調(diào)節(jié)為3.5~4.5，納米二氧化硅顆粒的粒徑為10~20nm，得到物料a，其中納米二氧化硅的含量為5wt%~50wt% ;或者， 在濃度為0.5wt%~lwt%甲基丙烯酰氧基類硅烷的水溶液中加入粒徑為10~20nm的納米二氧化硅顆?；旌暇鶆?，并將pH值調(diào)節(jié)為3.5~4.5，得到物料a ； 物料a中，甲基丙烯酰氧基類硅烷中的硅元素占硅元素總量的0.1%~1.5% ； 聚苯酯粉末粉碎打磨為平均粒徑50~80 μ m的聚苯酯微球，按照1:0.0005~0.01:0.05~5的重量比將聚苯酯微球、水溶性陶瓷粘膠劑和水混合，調(diào)成糊狀得到物料b ； (2)將物料a和物料b霧化后混合噴霧干燥,使納米二氧化娃在聚苯酯微球表面形成二氧化硅膜，收集干燥后的粉末，過(guò)180~200目篩進(jìn)行篩分，得到包裹二氧化硅的聚苯酯微球； 以總重量100份計(jì)，物料a中的硅元素折合二氧化硅，重量為4~6份，物料b中聚苯酯的重量為94~95份； (3)將粒徑為15~20μ m的鋁粉、水溶性陶瓷膠粘劑和水混合調(diào)為糊狀，加入步驟(2)所制備二氧化娃包裹的聚苯酯微球，在團(tuán)聚機(jī)或捏合機(jī)中混合均勻，混合時(shí)間為IOmin~2hr,并且干燥后過(guò)100~150目篩，篩分得到聚氨酯硅鋁可磨損封嚴(yán)涂層復(fù)合材料；其中二氧化硅包裹的聚苯酯微球及鋁粉的總量中，鋁粉重量百分比為20%~30% ;鋁粉、水溶性陶瓷膠粘劑和水的重量比為1:0.001~0.02:0.05~5，優(yōu)選為1:0.005~0.015:0.1~2。
4.權(quán)利要求3所述聚苯酯硅鋁可磨損封封嚴(yán)涂層復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，聚苯酯微球、水溶性陶瓷粘膠劑和水的重量比為1:0.001~0.006:0.2~2 ; 步驟(3)中，鋁粉、水溶性陶瓷膠粘劑和水的重量比為1:0.005~0.015:0.2~2。
5.權(quán)利要求3所述聚苯酯硅鋁可磨損封封嚴(yán)涂層復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)和(3)所述的水溶性陶瓷膠粘劑為分子量3000~20000的聚乙烯醇。
6.權(quán)利要求3所述聚苯酯硅鋁可磨損封封嚴(yán)涂層復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中用噴霧干燥設(shè)備進(jìn)行噴霧干燥，所述的噴霧干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)包括干燥塔(2)和位于干燥塔上方的離心霧化器(I);離心霧化器上帶有兩個(gè)進(jìn)料口，分別為進(jìn)料口 A (101)和進(jìn)料口 B (102)，離心霧化器的霧化噴頭(103)伸入干燥塔(2)內(nèi)； 霧化噴頭(103)的內(nèi)徑為0.1~Imm ;物料a和物料b分別用泵從進(jìn)料口 A (102)和進(jìn)料口 B (102)打入離心霧化器，霧化器離心速度5000~15000rpm ;霧化后的液滴由霧化噴頭送入干燥塔內(nèi)； 干燥塔高2~5米，塔內(nèi)的熱空氣氛溫度150~250°C，干燥后的霧化物在熱空氣氛中自由下落，在塔底收集粉末。
7.權(quán)利要求3所述聚苯酯硅鋁可磨損封封嚴(yán)涂層復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述甲基丙烯酰氧基類硅烷為甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
【文檔編號(hào)】C23C4/04GK103911577SQ201410133083
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】林惠令, 林菁 申請(qǐng)人:上海凱林新技術(shù)實(shí)業(yè)公司