[发明专利]一种适于喷涂的陶瓷包覆有机物复合粉及其喷涂方法

说明书

本发明为一种适于喷涂的陶瓷包覆有机物复合粉及其喷涂方法。该复合粉由以下方法制得：(1)将陶瓷浆料和有机物浆料混到一起，搅拌2～3小时，得到混合均匀的复合粉浆料；其中，质量配比为陶瓷粉末：有机物粉末＝9:1～7:1；陶瓷粉末的粒径范围为30nm～5μm；有机物为PEEK或PTFE；有机物粉末的粒径范围为20～40μm；(2)用喷雾造粒的方法制备陶瓷包覆有机物复合粉末；(3)将干燥的固体陶瓷包覆有机物复合粉进行筛选，筛选出粒度尺寸为‑200～+300目的的粉末。通过本发明的包覆粉制得的陶瓷‑有机物复合涂层具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，同时，实现了涂层的自润滑性。

技术领域

本发明涉及一种喷涂陶瓷包覆有机物复合粉制备自润滑复合涂层的方法，尤其涉及一种适于喷涂的陶瓷包覆有机物喷涂粉末，及具有耐磨、耐腐蚀性的复合涂层的制备方法。本发明属于耐磨耐腐蚀涂层领域。

背景技术

陶瓷材料不仅具有高强度、高硬度、高熔点、高化学稳定性、良好的导热性、低的摩擦系数等优点，而且还具有优良的耐磨性、耐腐蚀性、耐热性等优点。其缺点是脆性大，难以制备大尺寸陶瓷结构件。金属材料强度高、韧性好、耐磨性好，但在盐碱环境中易发生电化学腐蚀而失效；有机树脂材料耐腐蚀，耐磨、韧性好，易降解，但是强度低。采用单一品种材料很难满足在海洋这种复杂环境中的使用需求。因此，制备一种将陶瓷的高耐磨性和有机物良好的韧性、耐腐蚀性结合在一起的陶瓷-有机复合涂层，对保护金属基体具有极大的经济意义和科学价值。

等离子喷涂温度高，特别适合制备高熔点材料的涂层，是目前氧化物陶瓷和氮化物陶瓷涂层制备及研究中最常用和最有效的一种方法。等离子喷涂具有工艺简单、灵活方便、工件无需重新设计的特点。反应等离子喷涂集等离子喷涂和自蔓延技术于一身，其制备效率高成本低，适用于各种尺寸零件表面。但是，由于等离子弧温度很高，高于有机物的分解温度，等离子喷涂机械混合陶瓷-有机物粉容易导致在喷涂过程中有机物的碳化。因此，研究一种适于喷涂的陶瓷包覆有机物的复合粉末，使其在喷涂过程中陶瓷既能融化，又不会造成有机物的降解显得尤为重要。

发明内容

本发明的技术目的在于针对上述单一材料不能同时解决磨损和防腐问题，提供了一种适于喷涂的陶瓷包覆有机物复合粉及陶瓷-有机物复合涂层。本发明通过对陶瓷粉末和有机物的选择，在适当分散剂及粘结剂的作用下混合后，用喷雾造粒技术制备了陶瓷包覆有机物复合粉，最后再用等离子喷涂的方法在金属基体上制备了陶瓷-有机物复合涂层，进而提高了基体的耐磨性和耐腐蚀性。

本发明的技术方案是：

一种适于喷涂的陶瓷包覆有机物复合粉，该包覆粉由以下方法制得，包括以下步骤：

(1)陶瓷浆料的制备：将去离子水加入到陶瓷粉末中，搅拌，然后加入分散剂，继续搅拌；再加入粘结剂，最后经搅拌后得到陶瓷粉浆料；

其中，分散剂的质量为陶瓷粉末质量的0.9％～1.1％，去离子水的质量为陶瓷粉末质量的5/6～10/9，粘结剂质量为陶瓷粉末质量的5/9～2/3；

(2)有机物浆料的制备：将无水乙醇倒入有机物粉末中，搅拌使有机物粉末溶解后，再加入分散剂，继续搅拌，最后加入粘结剂，搅拌后得到有机物浆料；

其中，本步骤中的分散剂的质量为有机物粉末的0.9％～1.1％；无水乙醇的质量为有机物质量的3/5～1，粘结剂质量为有机物的1/4～1/5；

(3)将两种浆料混到一起，再搅拌2～3小时，得到混合均匀的复合粉浆料；

其中，质量配比为陶瓷粉末：有机物粉末＝9:1～7:1；

所述的粘结剂由增稠剂与去离子水在95℃条件下搅拌40～45分钟制备而成，质量比为增稠剂：去离子水＝1：100；所述的增稠剂为羟甲基纤维素钠；