CN106587955A - 一种陶瓷喷涂料、制备方法及使用方法 - Google Patents

一种陶瓷喷涂料、制备方法及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种陶瓷喷涂料，包括下述组成材料：60‑80重量份的陶瓷粉体，10‑30重量份的粘接剂，1‑2重量份的固化剂，2‑8重量份的填料，1‑2重量份的稀释剂，其中：所述陶瓷粉体的粒径为1‑5um，所述陶瓷粉体为氧化物陶瓷粉体、氮化物陶瓷粉体、硼化物陶瓷粉体或碳化物陶瓷粉体。本发明利用高压静电喷涂法，将复合陶瓷材料通过静电方式涂覆在待喷涂物件上。本发明不仅可以在平面基板上进行涂覆，亦可以对复杂立体物件进行表面涂覆，具有很强的适用性。所得产品具有陶瓷优良的物理、化学、机械性能。

Description

一种陶瓷喷涂料、制备方法及使用方法
技术领域
本发明属于复合陶瓷涂料技术领域，具体涉及一种陶瓷喷涂料、制备方法及使用方法。
背景技术
复合陶瓷材料是由陶瓷与其它金属或非金属材料组成，其不仅具有金属或非金属的相关特性，还具有陶瓷材料优异的物理、化学、机械等方面的性能。
传统陶瓷是通过压模成型后进行高温锻烧成型，这种方法制约了陶瓷材料的应用。复合陶瓷的出现改变了这一现状，不仅不需要高压压模成型，而且烧结温度也大大降低，是一种新型的节能型的材料。复合陶瓷材料一般是由陶瓷粉体，粘接剂、固化剂及其他助剂组成，其形态可以是液态，也可以是固体粉末。
复合陶瓷材料已广泛应用于各个领域。对LED产业领域来说，复合陶瓷的使用，更多地在于增加基板的散热性能。不同的复合陶瓷，对基板的散热性能及其它物理、化学和机械等方面的性能具有不同的效果。新的复合陶瓷材料的制备及在LED领域的使用，还有待进一步开发。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种陶瓷喷涂料、制备方法和使用方法，利用高压静电喷涂法，将复合陶瓷材料通过静电方式涂覆在待喷涂物件上。本发明不仅可以在平面基板上进行涂覆，亦可以对复杂立体物件进行表面涂覆，具有很强的适用性。所得产品具有陶瓷优良的物理、化学、机械性能。
本发明是这样实现的：
一种陶瓷喷涂料，包括下述组成材料：
60-80重量份的陶瓷粉体，
10-30重量份的粘接剂，
1-2重量份的固化剂，
2-8重量份的填料，
1-2重量份的稀释剂，
其中：
所述陶瓷粉体的粒径为1-5um，
所述陶瓷粉体为氧化物陶瓷粉体、氮化物陶瓷粉体、硼化物陶瓷粉体或碳化物陶瓷粉体。
优选地，所述氧化物陶瓷粉体为Al2O3、ZrO2、BeO、MgO和TiO2中的一种或几种，
所述氮化物陶瓷粉体为AlN、BN、Si3N4和ZrN中的一种或几种，
所述硼化物陶瓷粉体为ZrB2和TiB2中的一种或两种，
所述碳化物陶瓷粉体为B4C、SiC、ZrC、TiC和WC中的一种或几种。
优选地，所述粘接剂为热固型环氧树脂或改性热固型环氧树脂。
优选地，所述固化剂为胺类、苯胺类、酸酐类、过氧化物类和咪唑类中的一种或几种。
优选地，所述填料为滑石粉、金刚石粉、锻烧高岭土、长钾石粉和钛白粉中的一种或几种。
优选地，所述稀释剂可以是常用醇类、酯类、烷烃类、醚类和酮类中的一种或几种。
根据本发明的另一方面，一种制备上述的陶瓷喷涂料的方法，称取陶瓷粉体，加入粘接剂、固化剂、填料以及稀释剂，放入超声高速形星搅拌机于300-400rpm下高速超声搅拌4-6时，制得陶瓷喷涂料。
根据本发明的再一方面，一种使用上述的陶瓷喷涂料的方法，包括以下步骤：
S1：装料：将陶瓷喷涂料装入桶中，并将静电喷涂机的进料管与桶相连并伸入陶瓷喷涂料中；
S2：喷涂：将待喷涂物件悬挂并接地，静电喷涂电压为50-80kv，喷涂气压0.5-0.8MPa，喷枪距离100-150mm；
S3：固化：将喷涂完成的物件取下，放入惰性氛围烘箱中烧结固化形成喷涂层。
优选地，所述喷涂层的厚度为80-120um。
优选地，所述步骤S3中的固化温度为150-200℃，固化时间为2-5小时。
与现有技术相比，本发明利用高压静电喷涂法，将复合陶瓷材料通过静电方式涂覆在待喷涂物件上。本发明不仅可以在平面基板上进行涂覆，亦可以对复杂立体物件进行表面涂覆，具有很强的适用性。所得产品具有陶瓷优良的物理、化学、机械性能。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
陶瓷喷涂料，包括下述组成材料：
73重量份粒径D50为3um的Al2O3陶瓷粉体，
20重量份的E-44型环氧树脂，
2重量份的偏苯三酸酐，
1重量份的金刚石粉、1重量份的滑石粉和1重量份的钛白粉，
2重量份的乙酸乙酯。
按下述方法进行制备：
称取73重量份粒径D50为3um的Al2O3陶瓷粉体，加入20重量份的E-44型环氧树脂粘接剂、2重量份的偏苯三酸酐固化剂、1重量份的金刚石粉、1重量份的滑石粉和1重量份的钛白粉填料以及2重量份的乙酸乙酯稀释剂，放入超声高速形星搅拌机于300rpm下高速超声搅拌5小时，制得陶瓷喷涂料。
使用方法如下：
S1：装料：将陶瓷喷涂料装入桶中，并将静电喷涂机的进料管与桶相连并伸入陶瓷喷涂料中；
S2：喷涂：将待喷涂物件悬挂并接地，静电喷涂电压为60kv，喷涂气压0.7MPa，喷枪距离120mm；
S3：固化：将喷涂完成的物件取下，放入180℃惰性氛围烘箱中烧结5小时，烧结固化形成喷涂层。
制得的物件表面喷涂层光亮，其厚度为95um，硬度为6.5，耐温达220℃不黄变，耐压可达6kv，导热系数为15W/m·k，线膨胀系数为2.1×10-5/℃。该材料是一种良好的硬件导热涂层。
实施例2
陶瓷喷涂料，包括下述组成材料：
81重量份粒径D50为5um的部分稳定型ZrO2陶瓷粉体，
12重量份的E-42型环氧树脂，
2重量份的偏苯四酸酐，
1重量份的锻烧高岭土、1重量份的滑石粉和1重量份的石英粉，
2重量份的乙酸乙酯。
按下述方法进行制备：
称取81重量份粒径D50为5um的部分稳定型ZrO2陶瓷粉体，加入12重量份的E-42型环氧树脂粘接剂、2重量份的偏苯四酸酐固化剂、1重量份的锻烧高岭土、1重量份的滑石粉和1重量份的石英粉填料以及2重量份的乙酸乙酯稀释剂，放入超声高速形星搅拌机于350rpm下高速超声搅拌4.5小时，制得陶瓷喷涂料。
使用方法如下：
S1：装料：将陶瓷喷涂料装入桶中，并将静电喷涂机的进料管与桶相连并伸入陶瓷喷涂料中；
S2：喷涂：将待喷涂物件悬挂并接地，静电喷涂电压为80kv，喷涂气压0.6MPa，喷枪距离100mm；
S3：固化：将喷涂完成的物件取下，放入200℃惰性氛围烘箱中烧结3.5小时，烧结固化形成喷涂层。
制得的物件表面喷涂层光亮、光滑，其厚度为110um，硬度为7.2，耐温达300℃不黄变，其抗弯曲强度可达50MPa，断裂韧性可达3.2MPa·m1/2，其喷涂在钢材料表面热膨胀系数为1.4×10-5/℃，是一种良好的钢基材料涂覆料。
实施例3
陶瓷喷涂料，包括下述组成材料：
85重量份粒径D50为2um的六方系BN陶瓷粉体，
10重量份的E-54型环氧树脂，
2重量份的偏苯四酸酐，
1重量份的锻烧高岭土，
2重量份的乙酸乙酯。
按下述方法进行制备：
称取85重量份粒径D50为2um的六方系BN陶瓷粉体，加入10重量份的E-54型环氧树脂粘接剂、2重量份的偏苯四酸酐固化剂、1重量份的锻烧高岭土填料以及2重量份的乙酸乙酯稀释剂，放入超声高速形星搅拌机于300rpm下高速超声搅拌5小时，制得陶瓷喷涂料。
使用方法如下：
S1：装料：将陶瓷喷涂料装入桶中，并将静电喷涂机的进料管与桶相连并伸入陶瓷喷涂料中；
S2：喷涂：将待喷涂物件悬挂并接地，静电喷涂电压为90kv，喷涂气压0.8MPa，喷枪距离110mm；
S3：固化：将喷涂完成的物件取下，放入150℃惰性氛围烘箱中烧结5小时，烧结固化形成喷涂层。
制得的物件表面喷涂层光亮，其厚度为110um，硬度为1.8，耐温达300℃不黄变，耐压可达10kv，导热系数为30W/m·k，其抗弯曲强度可达50MPa，热膨胀系数为1.1×10-5/℃，断裂韧性可达3.0MPa·m1/2，适用于柔性物件的表面陶瓷涂装。
实施例4
陶瓷喷涂料，包括下述组成材料：
81重量份粒径D50为2um的SiC陶瓷粉体，
12重量份的E-52型环氧树脂，
2重量份的偏苯四酸酐，
1重量份的金刚石粉和1重量份的锻烧高岭土，
2重量份的乙酸乙酯。
按下述方法进行制备：
称取81重量份粒径D50为2um的SiC陶瓷粉体，加入12重量份的E-52型环氧树脂粘接剂、2重量份的偏苯四酸酐固化剂、1重量份的金刚石粉和1重量份的锻烧高岭土填料以及2重量份的乙酸乙酯稀释剂，放入超声高速形星搅拌机于350rpm下高速超声搅拌5时，制得陶瓷喷涂料。
使用方法如下：
S1：装料：将陶瓷喷涂料装入桶中，并将静电喷涂机的进料管与桶相连并伸入陶瓷喷涂料中；
S2：喷涂：将待喷涂物件悬挂并接地，静电喷涂电压为50kv，喷涂气压0.7MPa，喷枪距离100mm；
S3：固化：将喷涂完成的物件取下，放入200℃惰性氛围烘箱中烧结5小时，烧结固化形成喷涂层。
制得的物件表面喷涂层光亮，其厚度为110um，硬度为7，耐温达300℃不黄变，导热系数为60W/m·k，线膨胀系数为1.0×10-5/℃。该材料可增加材料导热性和表面硬度。
与现有技术相比，本发明利用高压静电喷涂法，将复合陶瓷材料通过静电方式涂覆在待喷涂物件上。本发明不仅可以在平面基板上进行涂覆，亦可以对复杂立体物件进行表面涂覆，具有很强的适用性。所得产品具有陶瓷优良的物理、化学、机械性能。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种陶瓷喷涂料，其特征在于：包括下述组成材料：
60-80重量份的陶瓷粉体，
10-30重量份的粘接剂，
1-2重量份的固化剂，
2-8重量份的填料，
1-2重量份的稀释剂，
其中：
所述陶瓷粉体的粒径为1-5um，
所述陶瓷粉体为氧化物陶瓷粉体、氮化物陶瓷粉体、硼化物陶瓷粉体或碳化物陶瓷粉体。
2.根据权利要求1所述的陶瓷喷涂料，其特征在于：
所述氧化物陶瓷粉体为Al2O3、ZrO2、BeO、MgO和TiO2中的一种或几种，
所述氮化物陶瓷粉体为AlN、BN、Si3N4和ZrN中的一种或几种，
所述硼化物陶瓷粉体为ZrB2和TiB2中的一种或两种，
所述碳化物陶瓷粉体为B4C、SiC、ZrC、TiC和WC中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的陶瓷喷涂料，其特征在于：所述粘接剂为热固型环氧树脂或改性热固型环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的陶瓷喷涂料，其特征在于：所述固化剂为胺类、苯胺类、酸酐类、过氧化物类和咪唑类中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的陶瓷喷涂料，其特征在于：所述填料为滑石粉、金刚石粉、锻烧高岭土、长钾石粉和钛白粉中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的陶瓷喷涂料，其特征在于：所述稀释剂为常用醇类、酯类、烷烃类、醚类和酮类中的一种或几种。
7.一种制备权利要求1-6任一项所述的陶瓷喷涂料的方法，其特征在于：称取陶瓷粉体，加入粘接剂、固化剂、填料以及稀释剂，放入超声高速形星搅拌机于300-400rpm下高速超声搅拌4-6时，制得陶瓷喷涂料。
8.一种使用权利要求1-6任一项所述的陶瓷喷涂料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：装料：将陶瓷喷涂料装入桶中，并将静电喷涂机的进料管与桶相连并伸入陶瓷喷涂料中；
S2：喷涂：将待喷涂物件悬挂并接地，静电喷涂电压为50-80kv，喷涂气压0.5-0.8MPa，喷枪距离100-150mm；
S3：固化：将喷涂完成的物件取下，放入惰性氛围烘箱中烧结固化形成喷涂层。
9.根据权利要求8所述的使用陶瓷喷涂料的方法，其特征在于：所述喷涂层的厚度为80-120um。
10.根据权利要求8所述的使用陶瓷喷涂料的方法，其特征在于：所述步骤S3中的固化温度为150-200℃，固化时间为2-5小时。
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