基于硅溶胶的金属表面涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于硅溶胶的金属表面涂层，所述基于硅溶胶的金属表面涂层包括以下物质：硅溶胶40～60份、氢氧化铁溶胶10～60份、氨基硅烷2～5份、氧化铬8～18份、云母粉6～15份、二氧化钛3～10份、石墨6～12份、增稠剂2份。本发明专利技术的复合涂层，致密性好，与金属的结合力强，且涂层具有优良的耐磨性可抗腐蚀，间接提高了金属的耐磨性和抗腐蚀性，延长了金属使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属表面处理
，具体涉及一种基于硅溶胶的金属表面涂层及其制备方法。
技术介绍
钢材的磨损、腐蚀是造成机械零件失效的主要原因之一，损失十分惊人。据统计，在工业发达国家，机械设备及零件的磨损、腐蚀所造成的经济损失占国民经济总值的4％左右，我国每年因磨损、腐蚀所消耗的钢材达百万吨以上，损失高达20亿元人民币。因此，研究和开发高性能的耐磨材料越来越受到材料工作者的重视，对国民经济的发展有着重要的意义。传统对于钢材表面抗腐蚀方法有：表面渗化学元素，在钢中掺杂Al、Cr等抗腐蚀成分形成合金钢，表面电镀金属镍铬、锌，表面刷漆等方法，然而，在长期腐蚀环境下使用，比如温度高达500℃以上或酸性条件下，传统保护方法对于钢材表面的保护就显得力不从心。而传统方法用于提高钢材表面的耐磨方法主要是喷丸、表面渗碳或渗氮，添加Mn、W、Co等元素形成硬质合金，通过化学气相沉积、物理气相沉积法或磁控溅射方法在钢表面沉积TiN、WC等超硬薄膜涂层，但是表面硬化提高耐磨性能的方法效果有限，钢合金化后韧性较差，表面沉积硬质薄膜的方法薄膜厚度一般较薄且成本较高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于硅溶胶的复合涂层，将其喷涂在金属表面后，可使金属的耐磨性、抗腐蚀大大提高，延长了金属的使用寿命。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于硅溶胶的金属表面涂层，包括以下物质：硅溶胶40～60
份、氢氧化铁溶胶10～60份、氨基硅烷2～5份、氧化铬8～18份、云母粉6～15份、二氧化钛3～10份、石墨6～12份、增稠剂2份。优选的，所述基于硅溶胶的金属表面涂层，包括以下物质：硅溶胶40～50份、氢氧化铁溶胶10～50份、氨基硅烷3～5份、氧化铬10～15份、云母粉8～12份、二氧化钛5～8份、石墨8～10份、增稠剂2份。优选的，所述硅溶胶的固含量为40～60％。所述基于硅溶胶的金属表面涂层的制备方法，包括以下步骤：(1)、将氢氧化铁溶胶加入硅溶胶中，以100r/min的速率搅拌至均匀，陈化48小时，得混合溶胶；(2)、将石墨氧化，制备氧化石墨分散液；(3)、在步骤(2)中的氧化石墨分散液匀速加入混合溶胶中，缓慢搅拌至均匀；再依次加入氧化铬、云母粉、二氧化钛和增稠剂，以100r/min的速率搅拌至均匀，得到基于硅溶胶的涂料；(4)、将涂料喷涂至金属表面，干燥后即得金属表面涂层。优选的，所述硅溶胶和氢氧化铁溶胶的摩尔比为4～1:1。优选的，所述石墨氧化的步骤为：将石墨粉末加入氢氧化钾溶液中，超声分散后，加热回流40min后，加入浓硫酸和浓硝酸的混合液，超声2h，水洗至中性，得到氧化石墨分散液。本专利技术的有益效果：本专利技术中使用硅溶胶为基底材料，硅溶胶干燥成膜后在金属表面形成致密的保护层，使金属材料的抗腐蚀性显著增强；氢氧化铁溶胶可使涂料与金属表面形成更强的化学键，增加涂层与金属表面的附着能力；石墨增加了涂层的耐磨性，石墨氧化后能均匀的分散在溶液中；云母粉是一种非金属矿物，具有良好的弹性、韧性、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强，它可以显著增加涂料的耐磨性；氧化铬、二氧化钛既增加了金属的耐腐蚀性，又增强了金属的耐磨性。本专利技术的复合涂层，致密性好，与金属的结合力强，且涂层具有优良的耐磨性可抗腐蚀，间接提高了金属的耐磨性和抗腐蚀性，
延长了金属使用寿命。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种基于硅溶胶的金属表面涂层，包括以下物质：硅溶胶40份、氢氧化铁溶胶10份、氨基硅烷3份、氧化铬8份、云母粉15份、二氧化钛5份、石墨12份、增稠剂2份。所述基于硅溶胶的金属表面涂层的制备方法，包括以下步骤：(1)、将氢氧化铁溶胶加入硅溶胶中，以100r/min的速率搅拌至均匀，陈化48小时，得混合溶胶；(2)、将石墨粉末加入氢氧化钾溶液中，超声分散后，加热回流40min后，加入浓硫酸和浓硝酸的混合液，超声2h，水洗至中性，得到氧化石墨分散液。(3)、在步骤(2)中的氧化石墨分散液匀速加入混合溶胶中，缓慢搅拌至均匀；再依次加入氧化铬、云母粉、二氧化钛和增稠剂，以100r/min的速率搅拌至均匀，得到基于硅溶胶的涂料；(4)、将涂料喷涂至金属表面，干燥后即得金属表面涂层。实施例2：一种基于硅溶胶的金属表面涂层，包括以下物质：硅溶胶60份、氢氧化铁溶胶20份、氨基硅烷2份、氧化铬18份、云母粉12份、二氧化钛8份、石墨10份、增稠剂2份。所述基于硅溶胶的金属表面涂层的制备方法，同实施例1。实施例3：一种基于硅溶胶的金属表面涂层，包括以下物质：硅溶胶45份、氢氧化铁溶胶30份、氨基硅烷5份、氧化铬10份、云母粉8份、二氧化钛3份、石墨62份、增稠剂2份。所述基于硅溶胶的金属表面涂层的制备方法，同实施例1。实施例4：一种基于硅溶胶的金属表面涂层，包括以下物质：硅溶胶50份、氢氧化铁溶胶60份、氨基硅烷4份、氧化铬15份、云母粉6份、二氧化钛10份、石墨8份、增稠剂2份。所述基于硅溶胶的金属表面涂层的制备方法，同实施例1。综上，本专利技术实施例具有如下有益效果：本专利技术的基于硅溶胶的金属表面涂层，致密性好，与金属的结合力强，且涂层具有优良的耐磨性可抗腐蚀，间接提高了金属的耐磨性和抗腐蚀性，延长了金属使用寿命。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本专利技术各实施例技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于硅溶胶的金属表面涂层，其特征在于，包括以下重量份的物质：硅溶胶40～60份、氢氧化铁溶胶10～60份、氨基硅烷2～5份、氧化铬8～18份、云母粉6～15份、二氧化钛3～10份、石墨6～12份、增稠剂2份。

【技术特征摘要】
1.一种基于硅溶胶的金属表面涂层，其特征在于，包括以下重量份的物质：硅溶胶40～60份、氢氧化铁溶胶10～60份、氨基硅烷2～5份、氧化铬8～18份、云母粉6～15份、二氧化钛3～10份、石墨6～12份、增稠剂2份。2.如权利要求1所述的基于硅溶胶的金属表面涂层，其特征在于，包括以下重量份的物质：硅溶胶40～50份、氢氧化铁溶胶10～50份、氨基硅烷3～5份、氧化铬10～15份、云母粉8～12份、二氧化钛5～8份、石墨8～10份。3.如权利要求1所述的基于硅溶胶的金属表面涂层，其特征在于，所述硅溶胶的固含量为40～60％。4.一种如权利要求1～3任一所述的基于硅溶胶的金属表面涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、将氢氧化铁溶胶加入硅溶胶中，以100r/min...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪德发，张联合，徐超，赵文定，匡和平，
申请(专利权)人：宁国市开源电力耐磨材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34