CN1403514A - 激光的纳米氧化物吸收涂料 - Google Patents

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Abstract

一种激光的纳米氧化物吸收涂料，其特征在于它包含有：主料纳米氧化物5～40wt％、粘接剂聚乙烯醇5～6wt％、包复剂聚乙二醇0.5～5wt％、防锈剂亚硝酸钠2.0～4.0wt％、乳化剂OP－10 0.5～1.0wt％、分散剂P－192～5wt％，其余为去离子水，本发明涂料的激光吸收率高达94％～95％，并且具有工艺性能好，不结块、不沉淀、涂、刷和喷方便、无污染、无刺激性气味、激光热处理时无反喷、不燃烧等优点。

Description

激光的纳米氧化物吸收涂料
技术领域：
本发明与激光热处理有关，特别是一种用于激光热处理的激光的纳米氧化物吸收涂料。
背景技术：
一般金属表面对激光的反射率都很高，尤其对常用CO2激光的反射率高达80～90％，如果金属材料表面不作特殊处理，将使激光表面处理不能充分发挥高效率、高效益、低能耗的特点，甚至丧失技术的先进性。目前普遍采用的“黑化”涂料涂在需激光处理的金属表面以增加对激光的吸收，但经测定此“黑化”涂料在激光处理高温下，对CO2激光的吸收率仅44％左右，这对激光表面处理新技术的发展及产业化是一个严重的制约因素。
本发明人以往曾研制以金属氧化物为骨料的激光热处理吸收涂料，对CO2激光的吸收率达80％～85％，但由于采用的金属氧化物颗粒较粗，虽经研磨，仍不理想，吸收率也未达理想值，而且无法避免沉淀，甚至与涂料中的粘接剂成分结成块。另外在激光熔覆时，这些较粗的金属氧化物颗粒可能进入熔覆层，导致非预期的相，因此吸收涂料不能用于激光熔覆。上述缺点限制了此类吸收涂料的推广使用。
发明内容：
本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种激光热处理用的纳米氧化物吸收涂料，以提高对CO2激光等激光的吸收率，提高激光热处理的技术效果。
本发明的技术解决方案如下：
一种激光的纳米氧化物吸收涂料，其特征在于它包含有：
      原料                    重量百分比
主料 纳米氧化物                  5～40
粘接剂 聚乙烯醇                  5～6
包复剂 聚乙二醇                  0.5～5
防锈剂 亚硝酸钠                  2.0～4
乳化剂 OP-10                     0.5～1.0
分散剂 P-19                      2～5
去离子水                         添加量
所述纳米氧化物可为氧化锌、或氧化钛、或二氧化硅、或三氧化二铝、或稀土氧化物。
所述纳米氧化物的粒度＜100nm，最好该纳米氧化物的粒度＜50nm。
为了节约成本，也可添加纳米氧化物的重量约四分之一以内的普通氧化物，其激光吸收率仍可达92％以上。
本发明激光纳米氧化物吸收涂料的配制方法包括下列步骤：
①根据该激光的纳米氧化物吸收涂料各成分选定的比例称量原料；
②在一适量容器内先加去离子水、OP-10、P-19、亚硝酸钠、聚乙烯醇，搅拌均匀；
③添加纳米氧化物和聚乙二醇包复剂，搅拌均匀；
④添加普通氧化物或不添加。
本发明的技术效果如下：
1.由于本发明激光纳米氧化物吸收涂料，以纳米级氧化物为主，添加了包覆剂、水溶性粘接剂、防锈剂、乳化剂、分散剂和去离子水等制成，涂料的工艺性能好：不结块、不沉淀、涂、刷和喷方便、无污染、无刺激性气味，激光处理时无反喷、不燃烧；
2.特别是不含普通氧化物的本发明吸收涂料，特别适用于激光熔覆和合金化处理；
3.涂覆本发明纳米氧化物吸收涂料的金属表面，对激光(10.6μm、1.06μm)的吸收率由85％提高到92％以上，特别是涂复不含普通氧化物的纯纳米氧化物吸收涂料，激光吸收率高达94.76％，大大提高了激光能量的利用率。
具体实施方式：
本发明激光的纳米氧化物吸收涂料配方的具体实施例如下：
实施例1
      原料                        比例Wt％
主料 纳米氧化钛                      20
粘接剂 聚乙烯醇(PVA)                 5
包覆剂 聚乙二醇                      2
防锈剂 亚硝酸钠                      2.5
乳化剂 OP-10                         0.5
分散剂 P-19                          2
溶液 去离子H2O                      添加量实施例2
      原料                          比例Wt％
    纳米TiO2                          5
    PVA                                5
    聚乙二醇                           0.5
    亚硝酸钠                           2.0
    OP-10                              0.5
    P-19                               2
    去离子H2O                         添加量
实施例3
     原料                           比例Wt％
   纳米TiO2                           40
   PVA                                 6
   聚乙二醇                            5
   亚硝酸钠                            4.0
   OP-10                               1
   P-19                                5
   去离子H2O                          添加量
实施例4
     原料                            比例Wt％
   纳米ZnO                             20
   PVA                                 5
    聚乙二醇                              2
    亚硝酸钠                              2.5
    OP-10                                 0.5
    P-19                                  2
    去离子H2O                            添加量
实施例5
      原料                             比例Wt％
    纳米TiO2                             30
    普通TiO2                             10
    PVA                                   6.0
    聚乙二醇                              5
    亚硝酸钠                              4.0
    OP-10                                 1.0
    P-19                                  5
    去离子H2O                            添加量
实施例6
      原料                             比例Wt％
    纳米CeO2                             20
    PVA                                   5
    聚乙二醇                              2
    亚硝酸钠                              2.5
    OP-10                                 0.5
    P-19                          2
    去离子H2O                    添加量
为节约成本，可用不超过主料重量的25％的普通氧化物取代同等重量百分比纳米材料，但要在纳米氧化物被包覆剂包覆之后再添加普通纳米氧化物，以避免普通纳米材料对相同化学成分纳米材料团聚的促进作用。
所以本发明激光的纳米氧化物吸收涂料的配制方法，包括下列步骤：
1、根据该激光的纳米氧化物吸收涂料各原料选定的重量百分比(wt％)的比例称量原料；
2、在一适量的容器内先加去离子水H2O，添加粘接剂聚乙烯、防锈剂亚硝酸钠、乳化剂OP-10、分散剂P-19后，搅拌均匀；
3、添加纳米氧化物和包覆剂聚乙二醇，搅拌均匀；
4、如要添加非纳米氧化物，最后将非纳米氧化物加入搅拌均匀后，即可使用或装瓶待用。
上述激光的纳米氧化物吸收涂料经实验证明，用于激光热处理，大大提高了激光的吸收率，例如掺有普通氧化物的激光纳米氧化物的吸收涂料，激光吸收率可达92％，而不添加普通氧化物的纯纳米氧化物吸收涂料的激光吸收率可高达94.76％。
本发明的吸收涂料经实验证明还具有工艺性能好、不结块、不沉淀、涂、刷和喷均方便、无污染、无刺激性气味，激光热处理时无反喷、不燃烧等优点。

Claims (6)

1、一种激光的纳米氧化物吸收涂料，其特征在于它包含有：
     原料                     重量百分比wt％
主料 纳米氧化物                   5～40
粘接剂 聚乙烯醇                   5～6
包覆剂 聚乙二醇                   0.5～5
防锈剂 亚硝酸钠                   2.0～4
乳化剂 OP-10                      0.5～1.0
分散剂 P-19                       2～5
去离子水                          添加量
2、根据权利要求1所述的激光的纳米氧化物吸收涂料，其特征在于所述纳米氧化物可为氧化锌、或氧化钛、或二氧化硅、或三氧化二铝、或稀土氧化物。
3、根据权利要求2所述的激光的纳米氧化物吸收涂料，其特征在于所述纳米氧化物的粒度＜100nm。
4、根据权利要求3所述的激光的纳米氧化物吸收涂料，其特征在于所述纳米氧化物的粒度＜50nm。
5、根据权利要求1所述的激光的纳米氧化物吸收涂料，其特征在于可添加普通氧化物，其比例可为主料纳米氧化物重量的0～25％。
6、根据权利要求1所述的激光的纳米氧化物吸收涂料的配制方法，其特征在于包括下列步骤：
①根据该激光的纳米氧化物吸收涂料各成分选定的比例称量原料；
②在一适量容器内先加去离子水、P-19、P-10、亚硝酸钠、聚乙稀醇，搅拌均匀；
③添加纳米氧化物和聚乙二醇包复剂，搅拌均匀；
④添加普通氧化物或不添加。
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