本發明涉及陶瓷涂層,尤其涉及一種防腐納米沉積液及其制備方法和應用以及應用方法。
背景技術:
1、現在社會中使用的機器設備多采用金屬外殼來進行保護,主要目的是為了確保內部的核心部件不受到磕碰等損耗從而停止運行。在使用過程中發現這種方式雖然能避免物理性的傷害,但是因為環境或人為作用,會使機器外殼受到損失,比如在鹽霧環境中、潮濕環境中等特殊場景下更會加速表面金屬的腐蝕,影響到核心部件;這種腐蝕造成的損耗和成本損失遠遠高于正常條件下使用帶來的成本,尤其是復雜結構零部件,更是無法徹底解決。
2、在這種情況下,為了避免腐蝕現象的出現,科技人員開始對金屬外殼進行研究,常用的方法有電化學防腐、涂料防腐等;電化學防腐的成本高,且需要額外增添設備,增加了維護的對象和成本;涂料防腐是研究最為深入的領域,并且目前取得了很好的效果,但是存在的問題是,在應力作用下比如磕碰、彎折后,涂層會破損,以破損點為起點進行腐蝕,這樣就無法達到全面的保護效果。因此提供一種防腐效果好、硬度高的涂層,成為了亟需解決的問題。
技術實現思路
1、本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷,提供一種防腐納米沉積液及其制備方法和應用以及應用方法。
2、為了實現上述發明目的,本發明提供以下技術方案:
3、本發明提供了一種防腐納米沉積液,由包含下列質量份數的原料制備得到:
4、二氧化硅20~40份、三氧化二鋁1~7份、氮化硼1~4份、環氧樹脂2~3份、聚丙烯樹脂1~2份、磁電離子復合劑1~3份、石墨烯2~8份、潤濕劑0.5~1份、流平劑0.5~1份、分散劑1~1.2份、偶聯劑1~1.5份、水150~380份。
5、作為優選,所述磁電離子復合劑包含[bmim]fecl4、[bpy]fecl4、[bmp]fecl4和[pbmim](fecl4)2中的一種或幾種。
6、作為優選,所述潤濕劑包含烷基酚聚氧乙烯醚和/或碳脂肪醇聚氧乙烯醚。
7、作為優選,所述流平劑為聚醚改性有機硅氧烷和/或聚酯改性有機硅氧烷。
8、作為優選,所述分散劑為聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸銨和六偏磷酸鈉中的一種或幾種;
9、所述偶聯劑為硅烷偶聯劑和/或鈦酸酯偶聯劑。
10、本發明還提供了所述防腐納米沉積液的制備方法,包含下列步驟:
11、(1)將石墨烯、首批潤濕劑、首批分散劑和水混合,得到石墨烯漿料;
12、(2)將環氧樹脂、聚丙烯樹脂、剩余的潤濕劑、剩余的分散劑和流平劑混合后加入二氧化硅、三氧化二鋁和氮化硼進行二次混合,得到混合體系;
13、(3)將石墨烯漿料、混合體系和剩余原料進行混合,研磨復合超聲波分散得到所述防腐納米沉積液。
14、作為優選,步驟(1)中首批潤濕劑的質量為潤濕劑質量的40~50%;步驟(1)中首批分散劑的質量為分散劑質量的40~50%;
15、步驟(1)中所述混合的研磨轉速為500~4800rpm,時間為1~3.5h,超聲波分散頻率為20~80khz;
16、步驟(2)中所述混合的轉速為200~4000rpm,時間為1~3.5h;
17、步驟(2)中所述二次混合的時間為12~24h;
18、步驟(3)中所述混合的時間為12~16h;步驟(3)中所述研磨的粒度為0.05~2μm。
19、本發明還提供了所述防腐納米沉積液在制備陶瓷涂層中的應用。
20、本發明還提供了所述防腐納米沉積液在制備陶瓷涂層的應用方法,包含下列步驟:
21、(a)將預處理工件在所述防腐納米沉積液中進行液相納米沉積后進行除雜,得到初步陶瓷工件;
22、(b)將初步陶瓷工件進行致密化處理,得到致密化陶瓷工件;
23、(c)使用所述防腐納米沉積液對致密化陶瓷工件進行氣相納米沉積,得到陶瓷涂層工件,完成處理。
24、作為優選,步驟(a)中所述液相納米沉積的磁場力為1800~3600n,時間為0.5~5h;
25、步驟(a)中所述除雜的循環液為水,所述除雜的磁場力為1800~3600n,時間為10~30min;
26、步驟(b)中所述致密化處理的磁場力為1800~3600n,時間為0.5~1.5h,溫度為40~80℃;
27、步驟(c)中所述氣相納米沉積的磁場力為1800~3600n,時間為0.5~4h,溫度為60~480℃。
28、本發明提供了一種防腐納米沉積液,由包含下列質量份數的原料制備得到:二氧化硅20~40份、三氧化二鋁1~7份、氮化硼1~4份、環氧樹脂2~3份、聚丙烯樹脂1~2份、磁電離子復合劑1~3份、石墨烯2~8份、潤濕劑0.5~1份、流平劑0.5~1份、分散劑1~1.2份、偶聯劑1~1.5份、水150~380份。
29、本發明提供的防腐納米沉積液中,以二氧化硅、三氧化二鋁和氮化硼作為主要成分,在使用過程中可形成陶瓷材料,提高涂層的硬度;本發明添加石墨烯作為主要的防腐原料,通過超聲復合的方式將石墨烯均勻的分散在沉積液中,避免團聚;然后在后續的應用中,在磁場力的作用下,可以使用石墨烯在涂層表面的致密排列,形成屏蔽層,阻擋腐蝕物質的侵蝕,提高涂層的防腐性。本發明在沉積液中添加了環氧樹脂和聚丙烯樹脂,樹脂的作用主要是實現對各種原料的攜帶,避免施工過程中的沉積,還可以將各原料均勻分散在基體涂層中,提高涂層內部的致密度,進一步的增強防腐效果;本發明中添加了磁電離子復合劑,該復合劑在有機基團的作用下,可以對沉積液中的原料進行吸附,在磁場力的作用下,實現對原料的排列,在工件表面得到均勻的涂層,防腐性能得到大幅度的提升。
30、本發明還提供了該防腐納米沉積液的制備方法,包含下列步驟:將石墨烯、首批潤濕劑、首批分散劑和水混合,得到石墨烯漿料;將環氧樹脂、聚丙烯樹脂、剩余的潤濕劑、剩余的分散劑和流平劑混合后加入二氧化硅、三氧化二鋁和氮化硼進行二次混合,得到混合體系;將石墨烯漿料、混合體系和剩余原料進行混合,研磨復合超聲波分散得到所述防腐納米沉積液。本發明提供的制備方法簡單,在確定各步驟的基礎上經過簡單的混合就可以得到成品。該方法工藝簡單,要求低,反應條件易控制,適合大規模的制備和應用。
31、本發明通過特定原料的組合和納米沉積的方式,實現了對目標工件全覆蓋無死角,真正意義上的完全防腐。并且本發明實現了工件涂層的超薄高效防腐,在同等防腐性能下,其他涂層厚度至少為本發明涂層厚度10倍以上,實現了高效、高性能、成本低、易操作的目的。
1.一種防腐納米沉積液,其特征在于,由包含下列質量份數的原料制備得到:
2.如權利要求1所述的防腐納米沉積液,其特征在于,所述磁電離子復合劑包含[bmim]fecl4、[bpy]fecl4、[bmp]fecl4和[pbmim](fecl4)2中的一種或幾種。
3.如權利要求1或2所述的防腐納米沉積液,其特征在于,所述潤濕劑包含烷基酚聚氧乙烯醚和/或碳脂肪醇聚氧乙烯醚。
4.如權利要求3所述的防腐納米沉積液,其特征在于,所述流平劑為聚醚改性有機硅氧烷和/或聚酯改性有機硅氧烷。
5.如權利要求4所述的防腐納米沉積液,其特征在于,所述分散劑為聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸銨和六偏磷酸鈉中的一種或幾種;
6.權利要求1~5任意一項所述防腐納米沉積液的制備方法,其特征在于,包含下列步驟:
7.如權利要求6所述的防腐納米沉積液的制備方法,其特征在于,步驟(1)中首批潤濕劑的質量為潤濕劑質量的40~50%;步驟(1)中首批分散劑的質量為分散劑質量的40~50%;
8.權利要求1~5任意一項所述防腐納米沉積液在制備陶瓷涂層中的應用。
9.權利要求1~5任意一項所述防腐納米沉積液在制備陶瓷涂層的應用方法,其特征在于,包含下列步驟:
10.如權利要求9所述的應用方法,其特征在于,步驟(a)中所述液相納米沉積的磁場力為1800~3600n,時間為0.5~5h;