一种特氟龙涂覆金属网及其制备方法与流程
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一种特氟龙涂覆金属网及其制备方法与流程

2023-09-22 22:19:24 行业领域

  导航:X技术最新专利喷涂装置;染料;涂料;抛光剂;天然树脂;黏合剂装置的制造及其制作,应用技术

  1.本技术涉及金属制作的产品技术领域,更具体地说,它涉及一种特氟龙涂覆金属网及其制备方法。

  2.特氟龙是聚四氟乙烯的别称,特氟龙分子中的氢原子全部被氟原子取代,具有耐腐蚀的特性,因此是加工金属表面涂层的理想材料。

  3.相关技术中有一种特氟龙涂覆金属网,包括金属网基体以及特氟龙涂层,特氟龙涂层由涂膜液在金属网基体表面受热固化后形成,涂膜液的配方中包括如下重量份的组分:特氟龙粉40

  40份,粘结剂选用聚乙烯醇。特氟龙涂覆金属网份制备方法有如下步骤:(1)对金属网表明上进行除油和除锈,然后对金属网表明上进行喷砂处理;(2)按重量份称取特氟龙粉、去离子水、乳化剂以及粘结剂,得到涂膜液;(3)向经过喷砂处理的金属网表面涂刷涂膜液,然后在350

  3h,热处理结束后即可得到特氟龙涂覆金属网。在热处理过程中,特氟龙份发生熔融,并转化为特氟龙涂层,特氟龙涂层附着在喷砂后的金属网基体表面,对金属网基体起到保护作用。

  4.针对上述中的有关技术,发明人认为,特氟龙涂层虽然起到了保护金属网基体的效果,但是由于特氟龙分子的表面能低,因此特氟龙容易从金属网基体表面脱落,导致特氟龙涂覆金属网的常规使用的寿命受到限制。

  5.相关技术中,特氟龙涂层易发生脱落,影响特氟龙涂覆金属网的常规使用的寿命。为了改善这一缺陷,本技术提供一种特氟龙涂覆金属网及其制备方法。

  6.第一方面,本技术提供一种特氟龙涂覆金属网,采用如下的技术方案:一种特氟龙涂覆金属网,所述特氟龙涂覆金属网包括金属网基体以及特氟龙涂层,所述金属网基体为经过碱溶液浸泡处理的金属网基体,所述特氟龙涂层由涂膜液在金属网基体表面受热固化后形成,所述涂膜液的配方中包括如下重量份的组分:特氟龙粉40

  12份通过采用上述技术方案,本技术相比于有关技术,使用碱溶液对金属网基体进行了预处理,并改变了涂膜液的配方体系。经过碱溶液浸泡处理的金属网基体表面接枝了羟基,并残留有一部分碱性物质。当在金属网基体表面涂刷涂膜液之后,过硫酸盐被金属网基体表面残留的碱性物质活化,并分解产生硫酸根自由基。硫酸根自由基一方面使羟基从金属网基体表面脱落,产生了羟基自由基,另一方面还在金属网基体表明产生了活化位点。羟基自由基对特氟龙粉表面的氟原子进行进攻,使特氟龙粉表面的碳氟键发生断裂,提高了特氟龙粉的反应活性,特氟龙粉接枝在金属网基体表面的活性位点处,并形成特氟龙涂层。在涂膜液固化的过程中,过硫酸盐、特氟龙粉以及经过碱溶液浸泡处理的金属网基体之间

  产生了协同作用,增加了特氟龙涂层与金属网基体之间的结合度,有助于减少特氟龙涂层发生脱落的可能,延长了特氟龙涂层的使用寿命。

  8.通过采用上述技术方案,优化了涂膜液的配方,有助于提高特氟龙涂层与金属网基体之间的结合度,延长了特氟龙涂层的使用寿命。

  10.通过采用上述技术方案,甘蔗渣的主要成分为纤维素,纤维素能够与磷酸发生反应生成纤维素磷酸酯。当涂膜液接触金属网基体后,金属网基体表面残留的碱性物质使纤维素磷酸酯中的一部分磷酸基脱落,并产生纤维素残基与磷酸。在涂膜液受热固化的过程中,磷酸的浓度逐渐提高,磷酸的炭化型逐渐增强。浓度升高的磷酸对纤维素残基和收到自由基进攻的特氟龙粉进行炭化,特氟龙粉发生炭化的部分与炭化后的纤维素残基结合产生炭化颗粒,炭化颗粒与特氟龙粉共同固化形成特氟龙涂层。炭化颗粒增大了特氟龙涂层的致密度,提高了特氟龙涂层的抗腐蚀和抗老化性能。此外,纤维素磷酸酯分子未炭化处残留的磷酸基能够与金属网基体形成螯合物,从而加强了特氟龙涂层与金属网基体之间的结合度,有助于延长特氟龙涂层的使用寿命。

  11.优选的,所述炭化助剂的制备方法有如下步骤:(1)将甘蔗渣与丙酮按照1:(12

  16)的重量比混合均匀,得到甘蔗渣分散液;(2)向甘蔗渣分散液中加入磷酸,在50

  12.通过采用上述技术方案,配制甘蔗渣分散液提高了甘蔗渣的分散程度,有利于形成纤维素磷酸酯,并且丙酮有助于抑制磷酸的炭化活性,减少了甘蔗渣直接被磷酸炭化的可能。

  14.通过采用上述技术方案,纤维素分子中的一部分羟基不具备酯化活性,而三氯氧磷最多能够同时夺取三个羟基中的氢原子,并转化为磷酸基,来提升了纤维素磷酸酯中磷酸基的含量,有利于纤维素磷酸酯与金属网基体之间形成螯合物,提高了特氟龙涂层与金属网基体之间的结合度。

  16.通过采用上述技术方案,氯化亚铁在涂膜液中电离产生亚铁离子,亚铁离子能够与过硫酸根反应,促进硫酸根自由基的生成,有助于提高特氟龙涂层与金属网基体之间的结合度。此外,亚铁离子以及亚铁离子活化过硫酸根产生的铁离子均能够与游离的磷酸基反应产生沉淀,以此来降低了涂膜液废液的含磷量,减少了涂膜液废液对环境的污染。

  18.通过采用上述技术方案,当涂膜液受热时,过氧化氢能够裂解产生羟基自由基,来提升了羟基自由基进攻氟原子的速率,提高了特氟龙分子的活性以及特氟龙涂层与金属网基体之间的结合度,有助于延长特氟龙涂层的使用寿命。

  20.通过采用上述技术方案,硅烷偶联剂在水中水解产生硅醇基,硅醇基能够与金属网基体表面的羟基发生缩合,增加金属网基体的疏水性,来提升了金属网基体与特氟龙涂层之间的相容性,有助于延长特氟龙涂层的常规使用的寿命。此外,硅醇基还能够与失去氟原子的特氟龙分子发生接枝,从而有助于增加特氟龙涂层与金属网基体之间的结合度,延长了特氟龙涂层的使用寿命。

  22.通过采用上述技术方案,在涂膜液中,羟基自由基与碳碳双键发生加成反应产生羟基,新生成的羟基再与硅烷偶联剂水解产生的硅醇基缩合,使硅烷偶联剂相互交联产生疏水网络结构,疏水网络结构与特氟龙粉共同固化产生特氟龙涂层。疏水网络结构既增加了金属网基体与特氟龙涂层的相容性,又提高了特氟龙涂层与金属网基体之间的结合度,从而延长了特氟龙涂层的使用寿命。

  23.第二方面,本技术提供一种特氟龙涂覆金属网的制备方法,采用如下的技术方案。

  24.一种特氟龙涂覆金属网的制备方法,包括以下步骤:(1)对金属网基体表明上进行除油和除锈,然后对金属网基体进行清理洗涤和干燥;(2)将金属网基体在碱溶液中浸泡18

  24h,然后对金属网基体进行干燥;(3)按重量份称取特氟龙粉、过硫酸盐、去离子水以及乳化剂并混合均匀,得到涂膜液;(4)按照每千克金属网基体消耗140

  25.通过采用上述技术方案,本技术的方法与有关技术相比,无需对金属网基体进行喷砂处理,由此减少了对金属网基体的损伤,涂刷涂膜液后,经过热处理使特氟龙粉熔融,即可得到特氟龙涂覆金属网。

  26.综上所述,本技术具有以下有益效果:1、本技术的过硫酸盐在涂膜液中电离产生过硫酸根,过硫酸根分解产生的硫酸根自由基将金属网基体表面的羟基转化为羟基自由基,并在金属网基体表面产生活化位点,羟基自由基则对特氟龙粉中的氟原子进行进攻,使碳氟键断裂,提高了特氟龙粉的活性,有助于提高特氟龙涂层与金属网基体之间的结合度,延长了特氟龙涂层的使用寿命。

  27.2、本技术中优选硅烷偶联剂的分子中至少含一个碳碳双键,碳碳双键与先与羟基自由基发生加成反应,生成的羟基再与另一个硅烷偶联剂产生的硅醇基发生缩合,形成了疏水网络结构。疏水网络结构既增加了金属网基体与特氟龙涂层的相容性,又提高了特氟龙涂层与金属网基体之间的结合度,从而延长了特氟龙涂层的使用寿命。

  28.3、本技术的方法,先使用氢氧化钠溶液对金属网基体进行浸泡,然后再在金属网基体表面涂刷涂膜液,涂膜液景观加热固化后得到了特氟龙涂覆金属网。处理过程中无需对金属网基体进行喷砂,由此减少了对金属网基体的损伤。

  本技术制备例中使用的原料均可通过市售获得,其中,甘蔗渣选用武鸣县鑫来顺农产品废弃物经营部出售的甘蔗渣(粉磨至平均粒径为80μm),丙酮购买自南京真牧化工有限公司,磷酸选用山东鸿运昌化工科技有限公司出售的工业级正磷酸,三氯氧磷选用山东安强化工有限公司出售的工业级三氯氧磷。

  32.制备例1本制备例中,炭化助剂按照以下方法制备:(1)将70kg含水率为63%的甘蔗渣与980kg丙酮混合均匀,得到甘蔗渣分散液;(2)向甘蔗渣分散液中加入12kg磷酸,在58℃下加热2.5h,然后蒸发除去丙酮,得到炭化助剂。

  34.表1样本甘蔗渣/kg磷酸/kg制备例17012制备例27513制备例38014制备例48515制备例59016制备例6本制备例与制备例1的不同之处在于,炭化助剂的配方中还包括8kg三氯氧磷,三氯氧磷在步骤(2)中与甘蔗渣分散液共同混合。

  36.表2样本制备例6制备例7制备例8制备例9制备例10三氯氧磷/kg89101112实施例

  37.本技术实施例中使用的原料均可通过市售获得,其中,特氟龙粉选用上海星云国际贸易有限公司出售的杜邦特氟龙粉(牌号cd097e),过硫酸盐选用山东卓睿化工有限公司出售的工业级过硫酸钠,去离子水选用上海景纯水处理技术有限公司出售的jc

  01型去离子水,乳化剂选用江苏普乐司生物科技有限公司生产的吐温60,氯化亚铁选用江苏润丰合成科技有限公司生产的工业级氯化亚铁(200目),过氧化氢选用杭州精欣化工有限公司生产的电子级过氧化氢,甲基三乙氧基硅烷购买自武汉华翔科洁生物技术有限公司,乙烯基三乙氧基硅烷购买自山东多聚化学有限公司。

  39.实施例1实施例1中特氟龙涂覆金属网按照以下步骤制备:(1)对金属网基体表明上进行除油和除锈,然后对金属网基体进行清理洗涤和干燥;(2)将金属网在碱溶液中浸泡20h,然后对金属网基体进行干燥;

  (3)将40kg特氟龙粉、16kg过硫酸钠、120kg去离子水以及8kg乳化剂混合均匀,得到涂膜液;(4)按照每千克金属网基体消耗150ml涂膜液的用量向金属网基体表面涂刷涂膜液,然后在370℃下对金属网基体进行热处理,热处理时间为2.6h,热处理结束后即可得到特氟龙涂覆金属网。

  41.表3样本特氟龙粉/kg过硫酸钠/kg去离子水/kg乳化剂/kg实施例140161208实施例245181259实施例3502013010实施例4552213511实施例5602414012实施例6本实施例与实施例3的不同之处在于,涂膜液的配方中还包括6

  43.表4实施例16本实施例与实施例13的不同之处在于,涂膜液的配方中还包括16kg氯化亚铁,氯化亚铁在制备特氟龙涂覆金属网的步骤(3)中与去离子水共同混合。

  45.表5表5实施例21本实施例与实施例18的不同之处在于,涂膜液的配方中还包括6kg过氧化氢,过氧化氢在制备特氟龙涂覆金属网的步骤(3)中与去离子水共同混合。

  47.表6样本实施例21实施例22实施例23实施例24实施例25过氧化氢/kg678910实施例26本实施例与实施例23的不同之处在于,涂膜液的配方中还包括8kg硅烷偶联剂,硅烷偶联剂选用甲基三乙氧基硅烷。

  49.表7实施例31本实施例与实施例28的不同之处在于,硅烷偶联剂选用乙烯基三乙氧基硅烷。

  50.对比例对比例1一种特氟龙涂覆金属网,包括金属网基体以及特氟龙涂层,特氟龙涂层由涂膜液在金属网基体表面受热固化后形成,特氟龙涂覆金属网份制备方法有如下步骤:(1)对金属网表明上进行除油和除锈,然后对金属网表明上进行喷砂处理;(2)将50kg特氟龙粉、130kg去离子水、10kg乳化剂以及30kg粘结剂混合均匀,得到涂膜液,其中粘结剂选用聚乙烯醇;(3)向经过喷砂处理的金属网表面涂刷涂膜液,然后在370℃下对金属网基体进行热处理,热处理时间为2.5h,热处理结束后即可得到特氟龙涂覆金属网。

  51.对比例2本对比例与实施例3的不同之处在于,金属网基体未经过碱溶液浸泡处理。

  52.性能检测试验方法在室温下使用气流喷砂型试验机对特氟龙涂覆金属网进行冲蚀试验,被测试样选用网孔大小300目的金属网,试样平铺形状为25cm

  83气流冲蚀试验机》标准做校正,冲蚀颗粒为河南玉磨新材料有限公司提供的氧化铝颗粒(240目)。试验时,设置冲蚀颗粒的攻角为90

  ,冲蚀速度设置为14m/s,将试样冲蚀至表面发生剥落后,停止冲蚀,并记录试样表面发生剥落所用的时间(以下简称剥落时间),测试结果见表8。

  53.表8样本剥落时间/min样本剥落时间/min实施例1195实施例18251实施例2198实施例19248实施例3204实施例20244

  实施例4201实施例21258实施例5197实施例22261实施例6217实施例23264实施例7220实施例24262实施例8225实施例25259实施例9221实施例26274实施例10218实施例27278实施例11231实施例28282实施例12234实施例29279实施例13238实施例30275实施例14235实施例31289实施例15232对比例162实施例16245对比例284实施例17247//结合实施例1

  5测得的剥落时间均长于对比例1,说明使用本技术的配方体系配制的涂膜液在与经过碱溶液处理的金属网配合使用时,金属网基体与特氟龙涂层之间的结合度更高,制得的特氟龙覆膜金属网具有更长的使用寿命。

  54.结合实施例3和对比例2并结合表8能够准确的看出,实施例3测得的剥落时间大于对比例2,说明实施例3中使用碱溶液浸泡的金属网基体与涂膜液之间具有协同作用,有助于提高金属网基体与特氟龙涂层之间的结合度,以及延长特氟龙覆膜金属网的使用寿命。

  10测得的剥落时间均长于实施例3,说明添加炭化助剂有助于提高金属网基体与特氟龙涂层之间的结合度,以及延长金属网的使用寿命。

  15测得的剥落时间均长于实施例8,说明在制备炭化助剂时使用三氯氧磷有助于提高金属网基体与特氟龙涂层之间的结合度,以及延长金属网的使用寿命。

  20测得的剥落时间均长于实施例13,说明氯化亚铁有助于提高金属网基体与特氟龙涂层之间的结合度,以及延长金属网的使用寿命。

  25测得的剥落时间均长于实施例18,说明过氧化氢有助于提高金属网基体与特氟龙涂层之间的结合度,以及延长金属网的使用寿命。

  30测得的剥落时间均长于实施例23,说明硅烷偶联剂有助于提高金属网基体与特氟龙涂层之间的结合度,以及延长金属网的使用寿命。

  60.结合实施例28和实施例31并结合表8能够准确的看出,实施例31测得的剥落时间长于实施例28,说明分子中带有双键的硅烷偶联剂有助于提高金属网基体与特氟龙涂层之间的结合度,以及延长金属网的使用寿命。

  61.本具体实施例仅仅是对本技术的解释,其并不是对本技术的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后能够准确的通过需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。