一种碳钢防腐耐磨陶瓷涂层的制备方法

摘要

本发明公开了一种碳钢防腐耐磨陶瓷涂层的制备方法，属于陶瓷涂层制备技术领域。本发明以废弃玻璃和天然稀土矿石及陶瓷土为原料，经植物和微生物复合改性后配制成涂层浆料，涂覆在碳钢表面后烧结，从而得到碳钢防腐耐磨陶瓷涂层。本发明通过向浆料中添加富含金属离子的稀土，用来减少涂层与基材间的热膨胀系数，解决了基材与涂层间热膨胀系数差别较大，使涂层易变形，发生翘曲、开裂的问题，用富含官能团的委陵菜和微生物对浆料复合改性，增加涂层浆料表面官能团数量，使其与基材间形成化学键提高涂层与基材间的结合力，玻璃粉的加入使涂层致密性更高，又弥补了常见的金属陶瓷涂层与基材之间结合力差，形成的陶瓷膜致密性低的缺陷。

主权项

一种碳钢防腐耐磨陶瓷涂层的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）收集2～3kg建筑工地上的废弃玻璃用刚玉坩埚盛装后放入玻璃电熔炉中，在1400～1600℃下保温熔融2～3h，将玻璃熔融液迅速倒入4～6℃的冰水中淬火，过滤分离得到玻璃碎块；（2）按球料比为1:20将上述得到的玻璃碎块和氧化锆球磨珠混合后放入球磨机中研磨1～2h后过400目标准筛，用无水乙醇洗涤3～5遍后放入烘箱在105～110℃下干燥后得到再生玻璃粉，备用；（3）称取1～2kg独居石放入气流粉碎机中粉碎，分别用浓度为0.3mol/L盐酸和0.5mol/L氢氧化钠冲洗3～5遍，再将冲洗后的独居石和高岭土按质量比为1:3混合后放入研钵中，研磨30～40min后过200目标准筛得混合粉末；（4）按重量分数计称取40～60份上述混合粉末和20～30份备用的再生玻璃粉混合均匀后装入发酵罐，称取50～80份委陵菜根，用去离子水冲洗干净后放入石臼捣碎成糊状物，再将糊状委陵菜根倒入发酵罐中，用搅拌棒搅拌均匀，得到发酵底物；（5）按接种量为10%向上述反应底物中接入牛链球菌，用保鲜膜密封罐口，将发酵罐移入35～39℃的温室中，保温发酵改性6～8天后取出发酵物，按体积比为3:1将发酵物和质量浓度为40%的羧甲基纤维素钠溶液混合后放入超声分散仪中以200～300W功率超声处理15～20min得到涂层浆料；（6）将碳钢基材分别用丙酮和质量浓度为10%的氢氧化钠溶液清洗3～5遍后，再用流动去离子水冲洗5～10min，放入烘箱在105～110℃下干燥20～30min，取出碳钢用涂布机将上述涂层浆料均匀的涂布在碳钢表面，涂布厚度为1～2mm；（7）涂布完成后将碳钢放入烘箱在40～60℃下干燥1～2h，再将其转入真空烧结炉中，抽真空至500～600Pa，加热升温至600～700℃保温烧结40～50min后，向炉中通入氩气直至置换出所有空气为止，继续升温至1000～1100℃，保温煅烧30～50min，待其自然冷却至室温后取出，即得碳钢防腐耐磨陶瓷涂层。