一种金属构件表面耐磨防腐改性的方法

摘要

本发明涉及金属构件表面耐磨防腐保护层的制备技术，具体地说是一种金属构件表面耐磨防腐改性的方法，解决现有技术中阀门、泵体等由于严重的磨损和腐蚀导致使用寿命短等问题。首先，将泡沫陶瓷制备成所需形状和尺寸的构件，并通过机械配合、连接、焊接、粘接或镶嵌方式固定到金属结构件表面；然后，利用常压灌注、离心灌注、真空吸注或注射成型方法将高分子混合浇注料注入到泡沫陶瓷网孔内，经固化、硫化或凝固后，获得泡沫陶瓷/高分子双连续相复合材料保护层，并同时实现保护层与金属构件表面的牢固结合。利用本发明对火力发电厂脱硫系统中的钢制管道内壁面进行保护后，管道使用寿命比现有用内衬橡胶管保护的管道提高5倍以上。

主权项

一种金属构件表面耐磨防腐改性的方法，其特征在于，利用泡沫陶瓷/高分子双连续相复合材料作为金属构件的保护层，置于金属构件表面，并与金属构件牢固结合；高分子材料与泡沫陶瓷复合形成双连续相复合材料的过程和双连续相复合材料与金属构件的牢固结合过程在同一步骤完成；首先，利用喷砂对需要防护的金属构件表面进行毛化处理，或者利用机加工方法对需要防护的金属构件表面加工出螺纹槽或环形槽；然后，将泡沫陶瓷制备成所需形状和尺寸的构件，并通过焊接、粘接或镶嵌方式固定到金属构件表面；接着，利用常压灌注、离心灌注、真空吸注或注射成型方法将高分子混合浇注料注入到泡沫陶瓷网孔内，经固化或硫化后，获得泡沫陶瓷/高分子双连续相复合材料保护层，并同时实现保护层与金属构件表面的牢固结合；泡沫陶瓷是泡沫碳化硅、泡沫氮化硅、泡沫氧化铝、泡沫氧化锆或泡沫玻璃，泡沫陶瓷由常规烧结、反应烧结或化学气相沉积方法获得，泡沫陶瓷网孔的平均尺寸为：0.1mm‑6mm，泡沫陶瓷的体积分数为：5%‑80%，陶瓷平均晶粒尺寸为：10nm‑300µm；其中，碳化硅泡沫陶瓷具有三维连通网络结构，宏观上具有毫米级尺度相互连通的网孔，孔径范围为0.5mm‑5mm；陶瓷骨架筋内部具有微米级尺度相互连通的网孔，孔径范围为5‑100μm；所述碳化硅泡沫陶瓷以多边型封闭环为基本单元，各基本单元相互连接形成三维连通网络，泡沫陶瓷的体积分数为：5%‑70%，碳化硅平均晶粒尺寸在10nm‑300µm；泡沫氧化铝或泡沫氧化锆以多边型封闭环为基本单元，各基本单元相互连接形成三维连通网络，泡沫陶瓷网孔的平均尺寸为：0.5mm‑5mm；泡沫陶瓷的体积分数为：5%‑70%，平均晶粒尺寸在10nm‑300µm；其宏观上具有毫米级尺度相互连通的网孔，孔径范围为0.5mm‑5mm；陶瓷骨架筋内部具有微米级尺度相互连通的网孔，孔径范围为5‑100μm；高分子混合浇注料，是将液态高分子材料、陶瓷微粉、固化剂、稀释剂按照重量百分比例为70wt%‑30wt%：0wt%‑20wt%：2wt%‑10wt%：28wt%‑40wt%配制成需要的混合浇注料，搅拌5‑30min，混合均匀；高分子材料为树脂、橡胶、尼龙、聚乙烯、聚氯乙烯或聚丙烯；其中，树脂是酚醛树脂或环氧树脂，橡胶是天然橡胶或合成橡胶，尼龙是聚酰胺、聚癸二酸癸二胺、聚十一酰胺、聚十二酰胺、聚己内酰胺、聚己二酸己二胺、聚辛酰胺或聚9‑氨基壬酸；陶瓷微粉为碳化硅、氧化铝或氧化锆，粒度为15nm‑30μm；固化剂为二硫化四甲基秋兰姆、硫酸、硫磺、对甲苯磺酸、有机酸、酸酐、三氟化硼或聚酰氨；稀释剂为工业酒精、丙酮、石油醚或二甲苯。