[發明專利]一種復合涂層材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200710302522.7
• 申請日: 2007-12-26
• 公開（公告）號: CN101239518A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 張耀輝;黃伍橋;陸明康
• 申請（專利權）人: 蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: B32B33/00
• 分類號: B32B33/00;B05D7/24
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及復合材料制造領域，具體涉及一種具有復合涂層的材料及其制備方法。

背景技術

隨著超音速火焰噴涂(HVOF)為典型代表的新型熱噴涂技術的問世，由于其超高的焰流速度和相對較低的溫度，在高性能涂層制備方面顯現出明顯技術優勢，使得超音速噴涂技術成為了一類最有活力、最有發展前景的熱噴涂技術。HVOF技術的成功之處是涂層粒子在噴涂前能獲得非常高的熱能和動能，形成高速熔融粒子。利用該技術獲得的涂層具有一系列優點：(1)高密度、高硬度；(2)結合強度高；(3)內應力??；(4)待涂基底的耐熱溫度不用很高(300℃)。因而其在表面工程領域具有重要應用。

為了使具有不同性質的多種表面結合良好，超音速火焰噴涂技術在實際應用中一般都采用噴砂等表面粗化技術，例如，公開號為CN101074331的中國專利公開了一種抗海水腐蝕減摩和抗生物污損的復合涂層及其制備方法，為了使涂層和基體表面更好地結合，利用壓縮空氣將硬質磨料高速噴射在基體表面，使其粗化。

在超音速火焰噴涂工藝中，顆粒飛行速度高達700m/s，顆粒與基體的高速碰撞會對器件的表面造成破壞作用，將會對一些產品，例如電磁線、精密機械等的性能造成很大的影響，由此，表面粗化技術的使用限制了超音速火焰噴涂技術在這些產品領域的應用。

另外，超音速火焰噴涂工藝中，涂層的顯微組織結構、孔隙率等主要受粒子的特性、噴涂材料的物理性能、基材層的表面狀態等因素影響，孔隙的存在也影響了超音速火焰噴涂工藝在極端條件下(如高電壓、高腐蝕)的應用，例如，在高電壓情況下，孔隙中的空氣易于被擊穿；腐蝕性強的環境下，孔隙的存在使得有孔的地方首先被腐蝕，這極大減弱了保護層的保護能力。

發明內容

本發明目的是提供一種復合涂層材料及其制作方法，以實現基材層表面無破壞、基材層與涂層接觸面零孔隙率的目的。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種復合涂層材料，包括基材層和位于基材層表面的復合涂層，所述復合涂層包括采用超音速噴涂工藝將高聚物噴涂在基材表面而形成的高聚物緩沖層，和采用超音速噴涂工藝將非有機材料噴涂在高聚物緩沖層表面而形成的非有機材料涂層，所述非有機材料選自陶瓷材料或金屬材料。

上文中，所述基材層可以采用銅、鐵、鈦等通常用來制造器件所用的材料。所述非有機材料為陶瓷材料，選自氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯中的一種或多種的混合物；或者為金屬材料，選自銅、鎳、鈦、鐵中的一種。

所述高聚物選自聚亞苯基醚、聚醚砜、聚苯硫醚、聚亞氨基硫代醚、聚乙二酰二胺、聚亞胺、聚磺酰胺、聚酰亞胺、聚磺酰亞胺、聚酰亞胺啶、聚吡唑、聚異噁唑、聚苯并噁唑、聚苯并咪唑、聚噻唑、聚苯并噻唑、聚噁二唑、聚三唑、聚三唑啉、聚四唑、聚喹啉、聚蒽唑啉、聚吡嗪、聚喹喔啉、聚喹喔酮、聚三嗪、聚四嗪、聚噻唑酮、聚吡酮、聚菲咯啉、聚碳硅烷和聚硅氧烷、尼龍、氯化聚醚、環氧樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯腈、聚間苯二甲酰間苯二胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚2，6-二甲基對苯醚、聚苯硫醚、聚[雙(三氟代乙氧基)膦腈]、賽璐珞纖維素、聚二苯醚砜、聚乙烯、EVA樹脂中的一種或幾種。

優選的技術方案，所述高聚物的粒度為90～160目，所述非有機材料的粒度為20～50μm。

上述方案中所述復合涂層材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將高聚物通過超音速火焰噴涂法噴涂到基材層表面；

(2)采用超音速火焰噴涂工藝，將由納米顆粒組成的非有機材料顆粒噴涂到步驟(1)獲得的材料表面，從而制成具有有機高聚物緩沖層的復合涂層材料。

其中，所述超音速火焰噴涂方法的燃料氣體選自氫氣、乙炔、丙烷或氣化煤油中的一種，流量為34～44升/分鐘；助燃氣體選用氧氣或壓縮空氣，采用氧氣時，其流量為40～47升/分鐘，采用壓縮空氣時，其流量為60～70升/分鐘。所述非有機材料選自陶瓷材料或金屬材料。