基于硅溶膠的金屬表面涂層及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于硅溶膠的金屬表面涂層，所述基于硅溶膠的金屬表面涂層包括以下物質(zhì)：硅溶膠40～60份、氫氧化鐵溶膠10～60份、氨基硅烷2～5份、氧化鉻8～18份、云母粉6～15份、二氧化鈦3～10份、石墨6～12份、增稠劑2份。本發(fā)明的復(fù)合涂層，致密性好，與金屬的結(jié)合力強(qiáng)，且涂層具有優(yōu)良的耐磨性可抗腐蝕，間接提高了金屬的耐磨性和抗腐蝕性，延長了金屬使用壽命。
【專利說明】
基于硅溶膠的金屬表面涂層及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于硅溶膠的金屬表面涂層及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼材的磨損、腐蝕是造成機(jī)械零件失效的主要原因之一，損失十分驚人。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，機(jī)械設(shè)備及零件的磨損、腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失占國民經(jīng)濟(jì)總值的4%左右，我國每年因磨損、腐蝕所消耗的鋼材達(dá)百萬噸以上，損失高達(dá)20億元人民幣。因此，研究和開發(fā)高性能的耐磨材料越來越受到材料工作者的重視，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的意義。
[0003]傳統(tǒng)對(duì)于鋼材表面抗腐蝕方法有:表面滲化學(xué)元素，在鋼中摻雜Al、Cr等抗腐蝕成分形成合金鋼，表面電鍍金屬鎳鉻、鋅，表面刷漆等方法，然而，在長期腐蝕環(huán)境下使用，比如溫度高達(dá)500°C以上或酸性條件下，傳統(tǒng)保護(hù)方法對(duì)于鋼材表面的保護(hù)就顯得力不從心。而傳統(tǒng)方法用于提高鋼材表面的耐磨方法主要是噴丸、表面滲碳或滲氮，添加Mn、W、Co等元素形成硬質(zhì)合金，通過化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積法或磁控濺射方法在鋼表面沉積TiN、WC等超硬薄膜涂層，但是表面硬化提高耐磨性能的方法效果有限，鋼合金化后韌性較差，表面沉積硬質(zhì)薄膜的方法薄膜厚度一般較薄且成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于硅溶膠的復(fù)合涂層，將其噴涂在金屬表面后，可使金屬的耐磨性、抗腐蝕大大提高，延長了金屬的使用壽命。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0006]一種基于硅溶膠的金屬表面涂層，包括以下物質(zhì):硅溶膠40?60份、氫氧化鐵溶膠10?60份、氨基娃燒2?5份、氧化絡(luò)8?18份、云母粉6?15份、二氧化鈦3?10份、石墨6?12份、增稠劑2份。
[0007]優(yōu)選的，所述基于硅溶膠的金屬表面涂層，包括以下物質(zhì):硅溶膠40?50份、氫氧化鐵溶膠10?50份、氨基硅烷3?5份、氧化鉻10?15份、云母粉8?12份、二氧化鈦5?8份、石墨8?10份、增稠劑2份。
[0008]優(yōu)選的，所述硅溶膠的固含量為40?60%。
[0009]所述基于硅溶膠的金屬表面涂層的制備方法，包括以下步驟:
[0010](I)、將氫氧化鐵溶膠加入硅溶膠中，以100r/min的速率攪拌至均勻，陳化48小時(shí)，得混合溶膠；
[0011 ] (2)、將石墨氧化，制備氧化石墨分散液；
[0012](3)、在步驟(2)中的氧化石墨分散液勻速加入混合溶膠中，緩慢攪拌至均勻;再依次加入氧化鉻、云母粉、二氧化鈦和增稠劑，以lOOr/min的速率攪拌至均勻，得到基于硅溶膠的涂料；
[0013](4)、將涂料噴涂至金屬表面，干燥后即得金屬表面涂層。
[0014]優(yōu)選的，所述娃溶膠和氫氧化鐵溶膠的摩爾比為4?1:1。
[0015]優(yōu)選的，所述石墨氧化的步驟為:將石墨粉末加入氫氧化鉀溶液中，超聲分散后，加熱回流40min后，加入濃硫酸和濃硝酸的混合液，超聲2h，水洗至中性，得到氧化石墨分散液。
[0016]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明中使用硅溶膠為基底材料，硅溶膠干燥成膜后在金屬表面形成致密的保護(hù)層，使金屬材料的抗腐蝕性顯著增強(qiáng);氫氧化鐵溶膠可使涂料與金屬表面形成更強(qiáng)的化學(xué)鍵，增加涂層與金屬表面的附著能力;石墨增加了涂層的耐磨性，石墨氧化后能均勻的分散在溶液中；云母粉是一種非金屬礦物，具有良好的彈性、韌性、耐高溫、耐酸堿、耐腐蝕、附著力強(qiáng)，它可以顯著增加涂料的耐磨性;氧化鉻、二氧化鈦既增加了金屬的耐腐蝕性，又增強(qiáng)了金屬的耐磨性。本發(fā)明的復(fù)合涂層，致密性好，與金屬的結(jié)合力強(qiáng)，且涂層具有優(yōu)良的耐磨性可抗腐蝕，間接提高了金屬的耐磨性和抗腐蝕性，延長了金屬使用壽命O
【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]實(shí)施例1:
[0019]一種基于硅溶膠的金屬表面涂層，包括以下物質(zhì):硅溶膠40份、氫氧化鐵溶膠10份、氨基硅烷3份、氧化鉻8份、云母粉15份、二氧化鈦5份、石墨12份、增稠劑2份。
[0020]所述基于硅溶膠的金屬表面涂層的制備方法，包括以下步驟:
[0021 ] (I)、將氫氧化鐵溶膠加入硅溶膠中，以100r/min的速率攪拌至均勻，陳化48小時(shí)，得混合溶膠；
[0022](2)、將石墨粉末加入氫氧化鉀溶液中，超聲分散后，加熱回流40min后，加入濃硫酸和濃硝酸的混合液，超聲2h，水洗至中性，得到氧化石墨分散液。
[0023](3)、在步驟(2)中的氧化石墨分散液勻速加入混合溶膠中，緩慢攪拌至均勻;再依次加入氧化鉻、云母粉、二氧化鈦和增稠劑，以lOOr/min的速率攪拌至均勻，得到基于硅溶膠的涂料；
[0024](4)、將涂料噴涂至金屬表面，干燥后即得金屬表面涂層。
[0025]實(shí)施例2:
[0026]一種基于硅溶膠的金屬表面涂層，包括以下物質(zhì):硅溶膠60份、氫氧化鐵溶膠20份、氨基硅烷2份、氧化鉻18份、云母粉12份、二氧化鈦8份、石墨1份、增稠劑2份。
[0027]所述基于硅溶膠的金屬表面涂層的制備方法，同實(shí)施例1。
[0028]實(shí)施例3:
[0029]一種基于硅溶膠的金屬表面涂層，包括以下物質(zhì):硅溶膠45份、氫氧化鐵溶膠30份、氨基硅烷5份、氧化鉻1份、云母粉8份、二氧化鈦3份、石墨62份、增稠劑2份。
[0030]所述基于硅溶膠的金屬表面涂層的制備方法，同實(shí)施例1。
[0031]實(shí)施例4:
[0032]一種基于硅溶膠的金屬表面涂層，包括以下物質(zhì):硅溶膠50份、氫氧化鐵溶膠60份、氨基硅烷4份、氧化鉻15份、云母粉6份、二氧化鈦1份、石墨8份、增稠劑2份。
[0033]所述基于硅溶膠的金屬表面涂層的制備方法，同實(shí)施例1。
[0034]綜上，本發(fā)明實(shí)施例具有如下有益效果:本發(fā)明的基于硅溶膠的金屬表面涂層，致密性好，與金屬的結(jié)合力強(qiáng)，且涂層具有優(yōu)良的耐磨性可抗腐蝕，間接提高了金屬的耐磨性和抗腐蝕性，延長了金屬使用壽命。
[0035]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0036]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于硅溶膠的金屬表面涂層，其特征在于，包括以下重量份的物質(zhì):硅溶膠40?60份、氫氧化鐵溶膠10?60份、氨基硅烷2?5份、氧化鉻8?18份、云母粉6?15份、二氧化鈦3?10份、石墨6?12份、增稠劑2份。2.如權(quán)利要求1所述的基于硅溶膠的金屬表面涂層，其特征在于，包括以下重量份的物質(zhì):硅溶膠40?50份、氫氧化鐵溶膠10?50份、氨基硅烷3?5份、氧化鉻10?15份、云母粉8?12份、二氧化鈦5?8份、石墨8?1份。3.如權(quán)利要求1所述的基于硅溶膠的金屬表面涂層，其特征在于，所述硅溶膠的固含量為40?60%。4.一種如權(quán)利要求1?3任一所述的基于硅溶膠的金屬表面涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、將氫氧化鐵溶膠加入硅溶膠中，以lOOr/min的速率攪拌至均勻，陳化48小時(shí)，得混合溶膠； (2)、將石墨氧化，制備氧化石墨分散液； (3)、在步驟(2)中的氧化石墨分散液中勻速加入混合溶膠中，緩慢攪拌至均勻，再依次加入氧化鉻、云母粉、二氧化鈦和增稠劑，以lOOr/min的速率攪拌至均勻，得到基于硅溶膠的涂料； (4)、將涂料噴涂至金屬表面，干燥后即得金屬表面涂層。5.如權(quán)利要求4所述的基于硅溶膠的金屬表面涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中娃溶膠和氫氧化鐵溶膠的摩爾比為4?1:1。6.如權(quán)利要求4所述的基于硅溶膠的金屬表面涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中石墨氧化的步驟為:將石墨粉末加入氫氧化鉀溶液中，超聲分散后，加熱回流40min后，加入濃硫酸和濃硝酸的混合液，超聲2h，水洗至中性，得到氧化石墨分散液。
【文檔編號(hào)】C09D1/00GK105885478SQ201610288387
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月28日
【發(fā)明人】汪德發(fā), 張聯(lián)合, 徐超, 趙文定, 匡和平
【申請(qǐng)人】寧國市開源電力耐磨材料有限公司