[發(fā)明專利]一種超高分子量聚乙烯涂層及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210321598.5
• 申請(qǐng)日: 2012-09-04
• 公開（公告）號(hào): CN102861713A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡鵬飛;胡平;馬兵;胡志德;趙煥軍;高原
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南省超貝工程設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): B05D7/14
• 分類號(hào): B05D7/14;B05D7/24;B05C19/04
• 代理公司: 安陽(yáng)市智浩專利代理事務(wù)所 41116
• 代理人: 張智和

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，特別涉及超高分子量聚乙烯涂層的制備方法。

背景技術(shù)

熱噴涂技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)關(guān)鍵技術(shù)——表面工程領(lǐng)域的重要組成部分，熱噴涂可以使零件表面具有耐磨損、抗腐蝕、耐高溫、抗氧化、導(dǎo)電、絕緣、自潤(rùn)滑等功能，從而達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量及可靠性，延長(zhǎng)使用壽命的目的，在裝備再制造方面也發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。

熱噴涂原理就是利用某種熱源，將要噴涂的材料加熱至熔融或半熔融狀態(tài)，并以一定的速度噴射到經(jīng)過預(yù)處理后的工件表面，而形成具有一定功能的涂層的表面處理技術(shù)，所以，其形成的涂層僅是以機(jī)械結(jié)合為主，故其涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度不高，因而限制了熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用范圍。

目前現(xiàn)有超音速火焰噴涂具有一定的局限性，如能噴涂的材料有限；熱效率低，成本高；沉積效率低，大大增加了涂層成本；供氣系統(tǒng)龐大，操作不方便；工件受熱大等。最大的問題是超音速火焰噴涂過程中，燃料與氧混合產(chǎn)生溫度為2800℃?的超音氣流，大大限制了聚合物材料在超音速火焰噴涂技術(shù)中的應(yīng)用。然而，超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是典型的難加工聚合物中之一，噴涂面臨的最大問題在于UHMWPE分子量太大以致加熱后只有高彈態(tài)，無(wú)粘流態(tài)，無(wú)法采用傳統(tǒng)噴涂方法先熔融，再噴涂的工藝生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在提供一種超高分子量聚乙烯涂層，使其具有耐磨損、耐腐蝕、抗沖刷、涂層結(jié)合強(qiáng)度高、施工方便、成本低廉、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種超高分子量聚乙烯涂層及其制備方法：在基材層為金屬、非金屬的表面，采用超音速聚合物粉末熱噴涂工藝將超高分子量聚乙烯噴涂到基材表面形成超高分子量聚乙烯涂層；

超高分子量聚乙烯涂層的制備工藝為：?

（1）壓縮機(jī)將具有一定壓力的空氣輸入氣體編程控制柜；（2）氣體編程控制柜將一部分高壓氣體輸入加熱裝置加熱，另一部分輸入送粉器；?（3）從高壓氣體加熱裝置輸出的高溫高壓氣體與送粉器輸出的超高分子聚乙烯粉末在混合室交匯熔融后進(jìn)入縮放式噴嘴，經(jīng)加速后噴涂到基材表面形成涂層；（4）高壓空氣的流速、壓力、預(yù)熱溫度以及送粉器輸出的粉末的量均由數(shù)據(jù)采集控制柜按設(shè)定的工藝參數(shù)來(lái)控制實(shí)施。氣體編程控制柜內(nèi)氣體壓力為1.5～3.5MPa。加熱裝置的氣體預(yù)熱溫度為180～240℃。縮放式噴嘴將氣體加速至500～1000m/s間。縮放式噴嘴治基材表的噴涂距離為50～300㎜。送粉器內(nèi)的超高分子聚乙烯粉末的顆粒尺寸為5～50μm。基材表面的超高分子聚乙烯涂層的厚度為5～10㎜。

本發(fā)明的有益效果為：將超音速技術(shù)和聚合物材料熱噴涂技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)與基材的高結(jié)合強(qiáng)度和涂層致密性有機(jī)統(tǒng)一的聚合物涂層，在解決了涂層與基材層表面附著力難題的同時(shí)也保證了基材層與涂層表面零孔隙率，從而使得涂層在氣液腐蝕環(huán)境中具有優(yōu)良性能。采用高壓、適溫氣流加熱聚合物粉末，避免超高溫火焰直接加熱聚合物粉末，有效防止聚合物高溫降解與氧化，保留聚合物的物理化學(xué)性能不變。噴涂工藝簡(jiǎn)單，便于施工，而且成本低廉、使用壽命長(zhǎng)。可廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電、水泥建材、冶金、礦山、化工及國(guó)防等多個(gè)行業(yè)。

附圖說(shuō)明

???附圖1為工藝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

?????從附圖1的工藝流程中示出：首先將要噴涂的金屬或非金屬表面清理干凈和干燥，空氣壓縮機(jī)1將空氣壓縮至氣體編程控制柜2內(nèi)，使壓力達(dá)到2.5MPa，之后將一部分高壓氣體輸入加熱裝置3預(yù)熱至200℃，另一部分氣體送入送粉器4內(nèi)，其內(nèi)的超高分子聚乙烯顆粒尺寸為20μm。分別從加熱裝置3和送粉器4輸出的氣體匯合于混合室5，再進(jìn)入縮放式噴嘴6，將氣體加速至600m/s，噴涂至基材7表面，噴涂距離100μm，涂層厚度視材料性質(zhì)而定，其范圍在5～10㎜間。