[发明专利]一种具有双陶瓷衬层的耐磨耐蚀管道或管件及其制备方法

权利要求书

1.一种具有双陶瓷衬层的耐磨耐蚀管道或管件的制备方法，其特征在于：该管道或管件由内至外由耐磨耐蚀衬层和金属层构成，耐磨耐蚀衬层由面层和复合层组成，面层和复合层紧密结合在一起，构成一个整体；面层为致密陶瓷层，复合层为泡沫陶瓷层，复合层粘接在致密陶瓷层的背面，复合层与金属管道或管件接触；

制备步骤如下：①、将有机树脂与陶瓷微粒、固化剂、溶剂均匀混合；②、将前述混合料造粒；③、把②所述混合料造粒后均匀铺设在模具中，加压得到致密陶瓷层坯体；④、在①所得混合料中加入溶剂，得到液态料浆，将泡沫塑料在液态料浆中重复浸泡、烘干过程，得到所需体积分数的泡沫陶瓷层坯体；⑤、在③所得到的致密陶瓷层坯体一侧表面均匀刷一层液态料浆，然后将泡沫陶瓷层坯体粘接在致密陶瓷层坯体表面，得到耐磨耐蚀衬层的坯体；⑥、将耐磨耐蚀衬层坯体放入定型模具，固化定型；⑦、对定型后样品进行机械加工至规定尺寸，然后粘接为整体样品的形状；如果采用分体式结构，不用粘接；⑧、进行热解、烧结步骤，得到成品耐磨耐蚀衬层；⑨、将金属管道或管件表面毛化处理或进行沟槽化加工，将耐磨耐蚀衬层用高分子粘结剂粘接在金属管道或管件表面，得到完整的耐磨耐蚀管道或管件制品。

2.按照权利要求1所述的具有双陶瓷衬层的耐磨耐蚀管道或管件的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)按树脂∶陶瓷微粒∶固化剂＝100∶(20～400)∶(2～20)的质量比例混合上述原料，球磨0.5～2小时后得到料粉，料粉中各物料混合均匀；

(2)取步骤(1)所得料粉，按料粉∶溶剂＝100∶(100～500)的质量比例配制液态料浆，再将泡沫塑料在料浆中充分浸泡后挤去多余料浆，之后在50℃～150℃之间风干；风干后样品再次浸入料浆，吹去孔间多余料浆，再50℃～150℃风干；如此重复上述步骤3～10遍，得到所需要的泡沫陶瓷层前驱体；

(3)取步骤(1)所得料粉，按料粉∶溶剂＝100∶(2～100)的质量比例配制，混匀后造粒，粒度大小在直径0.05mm～4mm之间，将造粒后原料在填充在模具中加压成型，施加压力为1MPa～50MPa之间，保压5～10min，出模后得到所需要的致密陶瓷片；

(4)将步骤(2)得到的泡沫陶瓷层前驱体和步骤(3)得到的致密陶瓷片用步骤(2)的料浆粘接在一起，再放入管道或管件模具中加热固化定型；在此步骤中，泡沫陶瓷层在外侧，致密陶瓷层在里侧，操作温度为80℃～400℃之间；

(5)固化定型后的样品经机加工手段得到合适的形状，将对应的样件粘接为一个整体；

(6)粘接后的整体样品经热解、烧结的步骤得到双陶瓷层耐磨耐蚀衬层成品；

(7)将耐磨耐蚀衬层成品与金属件用粘接剂复合在一起，得到成品耐磨防腐耐蚀管道或管件。

3.按照权利要求2所述的具有双陶瓷衬层的耐磨耐蚀管道或管件的制备方法，其特征在于，陶瓷微粒为碳化硅、氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮化硼或玻璃中的一种或两种以上的混合物，陶瓷微粒的平均直径在20nm～2mm之间；树脂为酚醛树脂、改性的酚醛树脂或环氧树脂，树脂形态为固体粉末或液体；溶剂为有机溶剂：酒精、丙酮或对甲苯，或者溶剂为无机溶剂：水。

4.按照权利要求1所述的具有双陶瓷衬层的耐磨耐蚀管道或管件的制备方法，其特征在于：耐磨耐蚀衬层提供抗流体磨蚀功能，金属层提供支撑作用，金属层防止意外冲击对管道或管件带来损害；金属层包括连接法兰，耐磨耐蚀管道或管件通过金属层连接。

5.按照权利要求1所述的具有双陶瓷衬层的耐磨耐蚀管道或管件的制备方法，其特征在于：致密陶瓷层厚度在0.5mm～20mm之间，泡沫陶瓷层厚度在大于0且小于等于20mm，金属层的厚度在0.5mm～10mm之间；致密陶瓷层直接与管道或管件输运的流体、腐蚀或磨蚀介质接触，致密陶瓷层的孔隙率在5％以下；泡沫陶瓷层的孔隙率在30％～90％之间，泡沫陶瓷层的孔径大小在0.1mm～7mm之间。

6.按照权利要求1所述的具有双陶瓷衬层的耐磨耐蚀管道或管件的制备方法，其特征在于：耐磨耐蚀管道或管件包括等径、变径的大小头、三通或弯头输运管件。

7.按照权利要求1所述的具有双陶瓷衬层的耐磨耐蚀管道或管件的制备方法，其特征在于：耐磨耐蚀衬层是整体的或者分体组合的；在分体组合时，各单元件间过度平滑、无明显间隙或台阶；在以整体或分体组合方式使用时，耐磨耐蚀衬层与金属构件之间有不超过5mm的间隙。