專利名稱：高抗腐電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑與制備工藝及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂層封孔劑與制備工藝及其應(yīng)用，尤其是一種高抗腐電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑與制備工藝及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代表面技術(shù)的發(fā)展，具有很高性能價(jià)格比的熱噴涂涂層已經(jīng)獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。尤其電弧噴涂技術(shù)是一種低成本、高效、節(jié)能、操作靈活及涂層質(zhì)量穩(wěn)定、涂層結(jié)合強(qiáng)度高的技術(shù)，近些年在國內(nèi)迅猛發(fā)展，自身的優(yōu)點(diǎn)為其在防腐領(lǐng)域發(fā)揮作用提供了前提條件，為其在更廣闊的領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。電弧噴涂技術(shù)日益成熟，目前國內(nèi)外純鋅、純鋁或Al-Mg、Al-Zn等各種復(fù)合涂層主要以鋼板等為基體，廣泛應(yīng)用到了各種陸地設(shè)施如管道、油筒、燃料罐、鍋爐、橋梁以及海岸設(shè)施如船體等等，可以顯著提高其耐磨性、抗沖擊、耐腐蝕性等性能。然而，噴涂后的涂層具有一定的孔隙，其孔隙對(duì)涂層的使用效果和使用壽命有一定的影響。尤其電弧噴涂涂層的形成過程決定了涂層表面及內(nèi)部存在一定數(shù)量的孔隙，無法避免的孔隙成為點(diǎn)蝕的發(fā)源地，降低了涂層的耐腐蝕性，噴涂涂層的孔隙率與其抗腐蝕能力直接相關(guān)，孔隙率越大抗腐蝕能力越差。故當(dāng)涂層孔隙率越大時(shí)，其抗腐蝕性能較差，不能滿足工藝的要求，所以需進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，以提高其抗腐蝕能力。從而使得對(duì)金屬涂層的封孔處理成為一道必要的工序。目前解決金屬噴涂層的封閉處理方法當(dāng)前主要采用物理封閉的方法進(jìn)行，包括涂料封閉、滲油、耐高溫封閉、擴(kuò)散熱處理等方法，填塞熱噴涂涂層的空隙，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)熱噴涂涂層的封孔處理。

到目前為止國內(nèi)外解決電弧噴涂涂層空隙所采用封孔技術(shù)，主要是是通過物理的屏蔽處理，亦即將封孔劑涂覆并滲入熱噴涂涂層，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)熱噴涂涂層的封孔處理。國內(nèi)外所用封孔劑一般分為兩種:有機(jī)類封孔劑和無機(jī)類封孔劑。典型的有機(jī)類封孔劑主要是一些一元或二元不飽和樹脂類，比如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、有機(jī)硅樹脂等。這些有機(jī)樹脂類封孔劑只能作用于涂層表面，不能達(dá)到有效的封孔深度。一些無機(jī)類封孔劑，如硅酸鈉水玻璃、鑰酸鈉等也作為一種涂層常用封孔劑，制作簡單、價(jià)格低廉。但缺點(diǎn)是在使用過程中，但除了封孔深度受到一定限制外，這些封孔劑在凝固過程中會(huì)收縮，導(dǎo)致封孔致密度降低。在外力作用下，這些硬化后的封孔介質(zhì)極易脆化，致使涂層封孔效果不佳。中國發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?01210395838.6公開了一種熱噴涂涂層的復(fù)合封孔劑及其使用方法，復(fù)合封孔劑為三層，底層封孔劑的組成為:H20+Si02+AL203+Cr03 ;中間層封孔劑的組成為:H20+Cr03 ;頂層封孔劑的組成為:H 20+BN+Cr03，將封孔的熱噴涂涂層在450 500°C溫度下，進(jìn)行1-3小時(shí)的固化處理；然后刷涂中間層封孔劑，再采用相同的固化工藝進(jìn)行固化處理；最后刷涂頂層封孔劑，再采用相同的固化工藝進(jìn)行固化處理。該發(fā)明主要針對(duì)沉沒輥和穩(wěn)定輥熱噴涂涂層的孔隙進(jìn)行處理，封閉處理溫度高時(shí)間長。中國發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?01210189684.5公開了一種熱噴涂陶瓷涂層表面封孔方法，將有熱噴涂陶瓷涂層的部件置于含Sn2+的酸性溶液中敏化，在含Pd 2+的酸性溶液中活化，最后在含有還原劑和鎳鹽的化學(xué)鍍液中化學(xué)鍍鎳。該方法只能針對(duì)陶瓷涂層封孔，應(yīng)用范圍具有局限性。中國發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?01210084157.8公開了一種耐高溫堿蒸汽腐蝕電弧噴涂鋁涂層封孔劑及其使用方法，該方法中封孔劑的重量份比組成為:聚酯改性有機(jī)硅樹脂40-60份、固化劑10-30份、氧化鋁1-5份、硫酸鋇10-30份、鈦白粉5_15份、炭黑1-5份、溶劑10-15份。封孔劑刷涂于鋁涂層表面，厚度應(yīng)均勻，且確保無氣孔、刮傷等缺陷，可以在室溫下短時(shí)間內(nèi)固化，具有良好的耐高溫堿蒸汽腐蝕性能，但是此方法雖然較普通封孔劑性能更好，但機(jī)理仍為傳統(tǒng)的物理屏蔽作用。另外中國發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?01110137702.0公開的一種超音速火焰噴涂鐵基非晶涂層的封孔劑及其應(yīng)用，應(yīng)用范圍局限于超音速火焰噴涂涂層，其使用刷涂或浸泡方法將封孔劑均勻涂覆于涂層表面，室溫靜置12小時(shí)，然后將封孔的噴涂涂層依次在100°C、200°C、250°C溫度下各保溫2小時(shí)的方法如大范圍工業(yè)應(yīng)用，效率仍然較低，且為物理封孔。尤其對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，用傳統(tǒng)的封孔劑進(jìn)行封閉處理時(shí)，有些地方不易涂覆到位，影啊了封孔效果，而且封孔劑的干燥需要較長時(shí)間，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。上述封孔劑的物理屏障作用在對(duì)電弧噴涂涂層的空隙進(jìn)行完全的填補(bǔ)和工作效率方面均有不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有傳統(tǒng)電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔技術(shù)中的有機(jī)樹脂類封孔劑不能達(dá)到有效的封孔深度，無機(jī)類封孔劑凝固過程收縮，導(dǎo)致封孔致密度降低，涂層封孔效果不佳等問題。提供一種能有效提高電弧噴涂鋁鎂合金涂層抗腐蝕能力的高抗腐封孔劑與制備工藝及其應(yīng)用，其能夠?qū)y(tǒng)電弧噴涂鋁鎂合金涂層進(jìn)行封孔處理，而在經(jīng)封孔劑封孔處理后在其表面結(jié)合形成化學(xué)氧化膜，能顯著降低電弧噴涂鋁鎂合金涂層的孔隙率，提高電弧噴涂鋁鎂合金涂層的抗腐蝕能力，并且封孔劑環(huán)保無污染。為實(shí)現(xiàn)上述 目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種高防腐電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑，以I升所述封孔劑為基準(zhǔn)，包括以下組分，單寧酸12-16克/升，鑰酸胺12-22克/升，檸檬酸鈉6-12克/升，鎢酸鈉8-12克/升，余量為水。該封孔劑按以下步驟配制:
1)將單寧酸加入到IOOml水中，攪拌使得單寧酸溶解于水中，混勻；
2)再緩慢加入鑰酸胺混勻；
3)然后加入檸檬酸鈉混勻；
4)再加入鎢酸鈉混勻；
5 )最后緩慢加入水，達(dá)到基準(zhǔn)體積，混勻即完成封孔劑的配制。高防腐電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑的應(yīng)用，
將帶有電弧噴涂鋁鎂合金涂層的部件水洗，選擇水的溫度為30 45°C，然后去除部件表面的水分；
然后通過浸泡方式，將帶有電弧噴涂鋁鎂合金涂層的部件浸入到所述封孔劑的溶液中，并使所述部件表面均勻分布封孔劑；選擇封孔劑浸泡溶液溫度為60 80°C，時(shí)間為10 15min ；
電弧噴涂鋁鎂合金涂層經(jīng)以上封孔劑浸泡處理后，烘干50-80min，烘干溫度為80-100。。。所述水的溫度為40°C。所述浸泡溶液溫度為70°C。所述浸泡溶液時(shí)間為12min。所述烘干時(shí)間為60min。所述烘干溫度為90°C。本發(fā)明中，單寧酸，單寧酸是一種多元苯酚的復(fù)雜化合物，無毒，易溶于水，水解后溶液呈現(xiàn)酸性，單寧酸的加入是因?yàn)榉饪讋┰跓釃娡客繉颖砻嫘纬裳趸さ倪^程中，單寧酸提供膜中所需要的羥基和羧基，一般來說，濃度高對(duì)封孔膜的致密性就越好，耐蝕性能增強(qiáng)。由于單寧酸價(jià)格較貴，為降低成本，另外加入了鑰酸胺，能夠增強(qiáng)單寧酸在表面形成封孔膜，并在熱噴涂涂層表面形成由鋅的氧化物和鑰的化合物構(gòu)成的氧化膜。這種膜能阻礙鋅遭受腐蝕的陰極過程，顯著降低腐蝕電流密度，從而阻礙鋅鎂涂層的腐蝕，
加入檸檬酸鈉和鎢酸鈉，可以進(jìn)一步增強(qiáng)封孔膜層的封孔效果。有助于封孔膜的形成，并起到封孔膜層的整平均勻作用，檸檬酸鈉和鎢酸鈉和單寧酸的協(xié)同作用，借助分子間協(xié)同氧化作用可以進(jìn)一步提高封孔效果，以及增強(qiáng)封孔膜的附著力。

鑰酸胺、檸檬酸鈉和單寧酸的協(xié)同作用，借助分子間協(xié)同氧化作用，膜內(nèi)分子以配位形式與金屬基體相結(jié)合，使膜致密可以進(jìn)一步提高封孔效果，以及封孔后的表面抗腐蝕能力。性能比較:
按照ISO 9227-2006鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行中性鹽霧測(cè)試出現(xiàn)白銹時(shí)間
未封孔處理試樣 I實(shí)例I I實(shí)例2 I實(shí)例3 I實(shí)例4 7小時(shí)38小時(shí)137小時(shí)135小時(shí)135小時(shí)
本發(fā)明的有益效果是，為了滿足工業(yè)材料對(duì)電弧噴涂涂層的耐蝕性能提高的需要，本
發(fā)明提出了專門應(yīng)用與電弧噴涂鋁鎂合金涂層的高抗腐封孔劑及封孔工藝，對(duì)電弧噴涂鋁
鎂合金涂層進(jìn)行封孔處理，封孔處理后電弧噴涂鋁鎂合金涂層表面反應(yīng)并能夠形成結(jié)合良
好的化學(xué)氧化膜，能夠顯著降低電弧噴涂鋁鎂合金涂層的孔隙率，有效提高電弧噴涂鋁鎂
合金涂層的抗腐蝕性能，經(jīng)本發(fā)明的電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑及處理工藝處理的電弧
噴涂鋁鎂合金涂層與傳統(tǒng)的物理屏蔽作用的傳統(tǒng)的無機(jī)和有機(jī)封孔劑處理后比較具有更
好的抗腐蝕能力，并且封孔劑環(huán)保無污染。本發(fā)明提出以電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑對(duì)電弧噴涂鋁鎂合金涂層進(jìn)行封孔處理，以在電弧噴涂鋁鎂合金涂層表面形成致密的化學(xué)氧化膜。本發(fā)明中電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑的封孔處理是應(yīng)用封孔劑能進(jìn)入電弧噴涂鋁鎂合金涂層之間的孔隙并與之發(fā)生有效結(jié)合和反應(yīng)作用，使電弧噴涂鋁鎂合金涂層經(jīng)封孔處理后其涂層存在的孔隙被所生成的薄膜物質(zhì)所填補(bǔ)，并在電弧噴涂鋁鎂合金涂層表面形成結(jié)合良好的氧化膜，從而顯著的降低電弧噴涂鋁鎂合金涂層的孔隙率，使電弧噴涂鋁鎂合金涂層抗腐蝕能力明顯增強(qiáng)。電弧噴涂鋁鎂合金涂層經(jīng)本發(fā)明高抗腐封孔劑封孔處理后，在涂層表面已形成結(jié)合良好的氧化膜，相比較傳統(tǒng)物理屏蔽型的封孔劑，封孔效果更好，抗腐蝕能力明顯增強(qiáng)，封孔處理不影響電弧噴涂鋁鎂合金涂層的導(dǎo)電性能和外觀，滿足目前后處理工藝對(duì)電弧噴涂鋁鎂合金涂層抗腐蝕能力的各項(xiàng)要求，同時(shí)本發(fā)明工作效率高，處理時(shí)間短，工藝簡單，環(huán)保無污染，完全適用于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明應(yīng)用示意具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。實(shí)施例1:
高防腐電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑，以I升所述封孔劑為基準(zhǔn)，包括以下組分，單寧酸12克/升，鑰酸胺12克/升，檸檬酸鈉6克/升，鎢酸鈉8克/升，余量為水。該封孔劑按以下步驟配制:
1)將單寧酸加入到1OOml水中，混勻；
2)再緩慢加入鑰酸胺混勻；
3)然后加入檸檬酸鈉混勻；
4)再加入鎢酸鈉混勻；
5 )最后緩慢加入水，達(dá)到基準(zhǔn)體積，混勻即完成封孔劑的配制。高防腐電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑的應(yīng)用，
將帶有電弧噴涂鋁鎂合金涂層的部件水洗，選擇水的溫度為30°C，然后去除部件表面的水分；
然后通過浸泡方式，將帶有電弧噴涂鋁鎂合金涂層的部件浸入到所述封孔劑的溶液中，并使所述部件表面均勻分布封孔劑；選擇封孔劑浸泡溶液溫度為60°C，時(shí)間為IOmin ；電弧噴涂鋁鎂合金涂層經(jīng)以上封孔劑浸泡處理后，烘干50min，烘干溫度為80°C。實(shí)施例2:
高防腐電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑，以I升所述封孔劑為基準(zhǔn)，包括以下組分，單寧酸14克/升，鑰酸胺18克/升，檸檬酸鈉9克/升，鎢酸鈉10克/升，余量為水。該封孔劑按以下步驟配制:
1)將單寧酸加入到IOOml水中，混勻；
2)再緩慢加入鑰酸胺混勻；
3)然后加入檸檬酸鈉混勻；
4)再加入鎢酸鈉混勻；
5 )最后緩慢加入水，達(dá)到基準(zhǔn)體積，混勻即完成封孔劑的配制。高防腐電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑的應(yīng)用，
將帶有電弧噴涂鋁鎂合金涂層的部件水洗，選擇水的溫度為40°C，然后去除部件表面的水分；
然后通過浸泡方式，將帶有電弧噴涂鋁鎂合金涂層的部件浸入到所述封孔劑的溶液中，并使所述部件表面均勻分布封孔劑；選擇封孔劑浸泡溶液溫度為70°C，時(shí)間為12min ；電弧噴涂鋁鎂合金涂層經(jīng)以上封孔劑浸泡處理后，烘干60min，烘干溫度為90°C。實(shí)施例3:
高防腐電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑，以I升所述封孔劑為基準(zhǔn)，包括以下組分，單寧酸16克/升，鑰酸胺22克/升，檸檬酸鈉12克/升，鎢酸鈉12克/升，余量為水。該封孔劑按以下步驟配制:
1)將單寧酸加入到IOOml水中，混勻；
2)再緩慢加入鑰酸胺混勻；
3)然后加入檸檬酸鈉混勻；
4)再加入鎢酸鈉混勻；
5 )最后緩慢加入水，達(dá)到基準(zhǔn)體積，混勻即完成封孔劑的配制。高防腐電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑的應(yīng)用，
將帶有電弧噴涂鋁鎂合金涂層的部件水洗，選擇水的溫度為45°C，然后去除部件表面的水分；
然后通過浸泡方式，將帶有電弧噴涂鋁鎂合金涂層的部件浸入到所述封孔劑的溶液中，并使所述部件表面均勻分布封孔劑；選擇封孔劑浸泡溶液溫度為80°C，時(shí)間為15min ；
電弧噴涂鋁鎂合金涂層經(jīng)以上封孔劑浸泡處理后，烘干80min，烘干溫度為100°C。
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實(shí)施例4:
高防腐電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑，以I升所述封孔劑為基準(zhǔn)，包括以下組分，單寧酸14克/升，鑰酸胺22克/升，檸檬酸鈉6克/升，鎢酸鈉10克/升，余量為水。該封孔劑按以下步驟配制:
1)將單寧酸加入到IOOml水中，混勻；
2)再緩慢加入鑰酸胺混勻；
3)然后加入檸檬酸鈉混勻；
4)再加入鎢酸鈉混勻；
5 )最后緩慢加入水，達(dá)到基準(zhǔn)體積，混勻即完成封孔劑的配制。高防腐電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑的應(yīng)用，
將帶有電弧噴涂鋁鎂合金涂層的部件水洗，選擇水的溫度為45°C，然后去除部件表面的水分；
然后通過浸泡方式，將帶有電弧噴涂鋁鎂合金涂層的部件浸入到所述封孔劑的溶液中，并使所述部件表面均勻分布封孔劑；選擇封孔劑浸泡溶液溫度為60°C，時(shí)間為13min ；電弧噴涂鋁鎂合金涂層經(jīng)以上封孔劑浸泡處理后，烘干70min，烘干溫度為100°C。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.高防腐電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑，其特征是，以I升所述封孔劑為基準(zhǔn)，包括以下組分，單寧酸12-16克/升，鑰酸胺12-22克/升，檸檬酸鈉6-12克/升，鎢酸鈉8-12克/升，余量為水。
2.如權(quán)利要求1所述封孔劑的制備方法，其特征是，按以下步驟配制: 1)將單寧酸加入到IOOml水中，混勻； 2)再緩慢加入鑰酸胺混勻； 3)然后加入檸檬酸鈉混勻； 4)再加入鎢酸鈉混勻； 5 )最后緩慢加入水，達(dá)到基準(zhǔn)體積，混勻即完成封孔劑的配制。
3.如權(quán)利要求1所述封孔劑用于高防腐電弧噴涂鋁鎂合金涂層的應(yīng)用，其特征是， 將帶有電弧噴涂鋁鎂合金涂層的部件水洗，選擇水的溫度為30 45°C，然后去除部件表面的水分； 然后通過浸泡方式， 將帶有電弧噴涂鋁鎂合金涂層的部件浸入到所述封孔劑的溶液中，并使所述部件表面均勻分布封孔劑；選擇封孔劑浸泡溶液溫度為60 80°C，時(shí)間為10 15min ； 電弧噴涂鋁鎂合金涂層經(jīng)以上封孔劑浸泡處理后，烘干50-80min，烘干溫度為80-100。。。
4.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征是，所述水的溫度為40°C。
5.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征是，所述浸泡溶液溫度為70°C。
6.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征是，所述浸泡溶液時(shí)間為12min。
7.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征是，所述烘干時(shí)間為60min。
8.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征是，所述烘干溫度為90°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高防腐電弧噴涂鋁鎂合金涂層封孔劑，以1升所述封孔劑為基準(zhǔn)，包括以下組分，單寧酸12-16克/升，鉬酸胺12-22克/升，檸檬酸鈉6-12克/升，鎢酸鈉8-12克/升，余量為水。本發(fā)明同時(shí)還公開了該封孔劑的制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明能夠?qū)y(tǒng)電弧噴涂鋁鎂合金涂層進(jìn)行封孔處理，而在經(jīng)封孔劑封孔處理后在其表面結(jié)合形成化學(xué)氧化膜，能顯著降低電弧噴涂鋁鎂合金涂層的孔隙率，提高電弧噴涂鋁鎂合金涂層的抗腐蝕能力，并且封孔劑環(huán)保無污染。
文檔編號(hào)C23C4/18GK103243289SQ201310187130
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月20日
發(fā)明者李麗, 邢士波, 李曉剛, 董超芳 申請(qǐng)人:李麗