[發明專利]一種超聲輔助熱噴涂裝置及其涂層的制備方法

有效

• 申請號: 202010941607.5
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112206952B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 吳曉宏;秦偉;康紅軍;盧松濤;李楊;姚遠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B05B15/25
• 分類號: B05B15/25;B05B15/20;B05B9/03;B05B9/00;B05D3/02;B05D7/24
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張金珠

1.一種超聲輔助熱噴涂裝置噴涂涂層的方法，其特征在于，該裝置主要包括高壓氮氣瓶(1)、減壓閥(2)、儲液罐(3)、噴槍(6)、攪拌器(9)和壓力表(10)，攪拌器(9)包括電機(13)和攪拌槳(14)；還包括溫度控制器(4)超聲波發生器(5)、加熱圈(7)和熱電偶(8)；

儲液罐(3)采用立式雙層結構，包括外筒(302)和套設于外筒(302)內的內筒(301)；

儲液罐(3)頂部設置有裝料口(11)和壓力表(10)，裝料口(11)密封連接有上蓋(12)，上蓋(12)上設置電機(13)，所述電機(13)傳動連接攪拌槳(14)，攪拌槳(14)設置在內筒(301)內部；

內筒(301)內底部在攪拌槳兩側對稱設置有超聲波發生器(5)；

內筒(301)外壁沿周向以及內筒(301)外底部設置有加熱圈(7)，所述加熱圈(7)通過導線與儲液罐(3)外的電源連接；

高壓氮氣瓶(1)與內筒(301)通過通氣管(15)連接，通氣管(15)的出氣口與內筒(301)連通，通氣管(15)上設置有減壓閥(2)；

噴槍(6)和儲液罐(3)通過吸液管(16)連接，吸液管(16)的下端位于與內筒(301)內腔的接近底部的位置；

內筒(301)內在攪拌槳(14)兩側對稱設置兩個熱電偶(8)，熱電偶(8)設置儲液罐(3)的液面之下，熱電偶(8)通過導線與儲液罐(3)外的溫度控制器(4)連接；

所述超聲輔助熱噴涂裝置以熱噴涂樹脂、功能填料和促進劑為原料噴涂涂層；

所述方法是按下述步驟進行的：

步驟一、將熱噴涂樹脂添加到儲液罐(3)內，通過加熱圈(7)對儲液罐(3)進行加熱，使得熱噴涂樹脂在儲液罐(3)內熔融變成液態；

步驟二、然后向儲液罐(3)中加入功能填料和促進劑，開啟攪拌器(9)攪拌直至混合均勻；

步驟三、開啟超聲波發生器(5)，調節超聲波功率，在超聲波作用下使功能填料均勻分散在熔融的樹脂體系中，同時排除熔融樹脂體系中的氣泡；

步驟四、然后打開減壓閥(2)，控制儲液罐(3)中氣體的壓力，調節噴槍(6)的出油量和噴槍(6)距基底表面的距離后，進行噴涂；噴涂完畢后置于烘箱中，進行分段固化，獲得功能填料改性樹脂涂層；

所述的步驟三中采用間歇超聲進行分散處理，超聲波的功率為1000～2000W，超聲每次施加時間為10min～20min，間歇時間為3min～5min。

2.根據權利要求1所述噴涂涂層的方法，其特征在于所述噴槍(6)為壓力式噴槍。

3.根據權利要求1所述噴涂涂層的方法，其特征在于步驟一所述熱噴涂樹脂為氰酸酯樹脂，所述促進劑為乙酰丙酮鋁。

4.根據權利要求3所述噴涂涂層的方法，其特征在于步驟一中所述儲液罐(3)的加熱溫度控制在70℃～90℃。

5.根據權利要求3或4所述噴涂涂層的方法，其特征在于步驟二中所述功能填料為導電炭黑、石墨烯及碳納米管中的一種或其中幾種的混合，功能填料的添加量為氰酸酯樹脂質量的10％～20％。

6.根據權利要求5所述噴涂涂層的方法，其特征在于步驟二中所述促進劑為乙酰丙酮鋁，乙酰丙酮鋁添加量為氰酸酯樹脂質量的0.5％～2.5％。

7.根據權利要求6所述噴涂涂層的方法，其特征在于步驟四中，儲液罐(3)中的氣體壓力控制為0.6MPa～0.8MPa，出油量控制在1.5圈～2.5圈，噴距為20cm～30cm。

8.根據權利要求7所述噴涂涂層的方法，其特征在于步驟四中，分段固化過程為在140℃～160℃下固化1h～2h，170℃～190℃下固化1h～2h，200℃～220℃下固化1h～2h。