專利名稱：氟塑料及氟塑料合金防腐涂層的噴涂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用氟塑料對(duì)金屬材料的防腐技術(shù)，特別是解決氟塑料涂層與金屬基體間的強(qiáng)力粘合問題。
氟塑料以其優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性及獨(dú)特的耐腐蝕性能成為防腐工程的首選防腐材料。但是，由于氟塑料與其它材料的難粘性的缺點(diǎn)使其的應(yīng)用受到限制。在石油化工行業(yè)中，當(dāng)遇到強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的情況下，為了解決其管道、設(shè)備、機(jī)器的防腐問題，目前常采用氟塑料依其內(nèi)腔形狀制成襯套，以“松襯”的方式抵卸強(qiáng)腐介質(zhì)的侵蝕。但這種方法制作時(shí)先要制作坯管，還要考慮熱脹冷縮的配合尺寸，因此工藝復(fù)雜、安裝困難繁鎖、昂貴的氟塑料消耗大、費(fèi)用高。尤其是當(dāng)工況出現(xiàn)高溫和負(fù)壓時(shí)，“松襯”易產(chǎn)生變形，脫落損壞，造成整個(gè)裝置的停車或事故。
申請(qǐng)?zhí)枮?0107631.7名稱為“氟塑料與金屬的粘接方法和粘結(jié)劑”的發(fā)明專利申請(qǐng)，試圖解決上述問題，并有一定的積極效果。但是這種方法存在著下述缺陷1、在金屬表面噴涂其“專用粘結(jié)劑”時(shí)，必須帶壓施工，勢(shì)必造成施工工裝的復(fù)雜和工藝的繁鎖；2、粘貼氟塑料層時(shí)，如果設(shè)備內(nèi)腔形狀復(fù)雜或不規(guī)則難以保證質(zhì)量，且其結(jié)合力差，容易產(chǎn)生剝落和損壞；3、最后燒結(jié)固化又要帶壓施工或填充石英砂，又造成施工的繁鎖和困難。
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，為石油化工設(shè)備、特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的設(shè)備提供一種施工方法簡(jiǎn)單可靠，與金屬基體聯(lián)接強(qiáng)度高的氟塑料涂層噴涂方法，以長(zhǎng)期抵卸強(qiáng)蝕介質(zhì)的侵蝕，保證設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間正常運(yùn)行。
這一發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵是利用聚苯硫醚與金屬表面有優(yōu)良的粘結(jié)力，而同時(shí)聚苯硫醚與氟塑料之一的聚全氟乙丙烯之間又有極佳的共混性而易組成氟塑料合金這一重要的品質(zhì)，將聚苯硫醚和聚全氟乙丙烯干粉混合總重量設(shè)為100％，逐層噴涂，依次減少聚苯硫醚所占比例100％→0％，相應(yīng)增大聚全氟乙丙烯所占比例0％→100％以形成一個(gè)塑料合金偶聯(lián)過渡層，在此過渡層的基礎(chǔ)上，再繼續(xù)噴涂純氟塑料合金，則可保證其與金屬基體間保持極強(qiáng)的接合力，于是即可達(dá)到發(fā)明之預(yù)期目的。
具體來講、本發(fā)明之噴涂方法步驟如下所述工件表面的前期處理與90107631.7號(hào)專利申請(qǐng)相同，即首先進(jìn)行表面除銹，去污處理。例如采用噴砂、去灰及化學(xué)清洗等方法，然后按照下列步驟方法施工(一)將工作表面予熱至320℃～340℃，將聚苯硫醚干粉向工件表面噴涂一層，厚度20～30μm，再將工件置于爐中在350℃～370℃溫度下塑化15～25分鐘；(二)將步驟(一)至少再重復(fù)一次；(三)將工件從爐中取出，在320℃～340℃溫度下，將聚苯硫醚干粉和聚全氟乙丙烯干粉混合物向工件表面噴涂一層，二者的混合比為聚苯硫醚應(yīng)占90％以上，其余為聚全氟乙丙烯；然后將工件置于爐中塑化，塑化溫度及時(shí)間同步聚(一)塑化條件；(四)依次減少聚苯硫醚所占比例，相應(yīng)增大聚全氟乙丙烯所占比例，多次重復(fù)步驟(三)，即予熱工件—噴一層混合干粉—塑化，直到聚全氟乙丙烯所占比例達(dá)90％以上，至此形成一個(gè)氟塑料合金偶聯(lián)過渡層；(五)在320℃～340℃溫度下，噴涂純氟塑料干粉或氟塑料合金干粉一層，再將工件置于爐中塑化；(六)重復(fù)步驟(五)若干次，直到達(dá)到所要求的涂層厚度為止；(七)將工件置于爐中，在360℃～370℃溫度下保溫1.5～2.5小時(shí)，進(jìn)行最后塑化處理；(八)將工件從爐中取出置于冷水中驟冷進(jìn)行淬火處理，經(jīng)淬火處理的涂層可增加其柔韌性。
上述步驟(五)中所說的純氟塑料可以是下列之一聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚六氟丙烯、偏氟乙烯與三氟氯乙烯共聚物、三氟氯乙烯與乙烯共聚物、四氟乙烯與乙烯共聚物和四氟乙烯—全氟烷基乙烯基醚共聚物。
步驟(五)中所說的氟塑料合金可以是下列之一聚全氟乙丙烯與聚苯酯組成的氟塑料合金、聚四氟乙烯與聚苯酯的氟塑料合金。其中聚全氟乙丙烯或聚四氟乙烯所占的比例為90％，而聚苯酯所占比例為10％。聚苯脂又稱聚對(duì)羥基苯甲酸脂。
另外，在實(shí)施上述噴涂方法的步驟(五)和(六)時(shí)，可在氟塑料或氟塑料合金中摻入占其重的3～5％的氧化鉻綠(Cr2O3)干粉，這樣可使涂層呈草綠色，以增強(qiáng)涂層的美觀。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是施工方法簡(jiǎn)便可靠，成本低廉，解決了石油化工設(shè)備特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜、不規(guī)則的情況下強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的防腐抗蝕難題。本氟塑料涂層與金屬表面結(jié)合牢固性、抗沖擊性、韌性等機(jī)械性能指標(biāo)達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)以上；附著力達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1～2級(jí)；韌性通過0.5mm軸曲率半徑，噴涂膜無(wú)裂紋；耐沖擊性在沖擊深度0.1mm時(shí)，膜無(wú)裂紋；耐磨性在100轉(zhuǎn)時(shí)，膜失重率為45～47％；耐腐蝕性能與聚四氟乙烯相同(可參見機(jī)械工業(yè)部蘭州石油機(jī)械研究所1995年5月29日作出的PFEPS—氟塑料防腐涂層基本性能測(cè)試報(bào)告)。
并且，本發(fā)明方法施工的氟塑料涂層經(jīng)化工部化工機(jī)械研究院、蘭州煉油化工總廠催化劑分廠、三葉精細(xì)化工廠和蘭州化學(xué)工業(yè)公司合成橡膠廠等四個(gè)單位的工業(yè)性應(yīng)用實(shí)驗(yàn)證明，完全可以滿足其生產(chǎn)工藝之要求。
下面介紹一個(gè)實(shí)施例將噴涂的工件表面進(jìn)行噴砂除銹處理，用壓縮空氣吹去浮灰，即完成噴前處理。
然后工件表面予熱至320℃～340℃，噴上一層干粉，厚度為25μm，將工件置于爐中在360℃溫度下塑化30分鐘；將工件從爐中取出，在320℃340℃溫度下，再噴涂一層干粉，再行塑化。共噴九層以形成氟塑料合金偶聯(lián)過渡層。這九層中干粉由聚苯硫醚和聚全氟乙丙烯組成，其配比分別為第一層聚苯硫醚100％；第二層聚苯硫醚100％；第三層聚苯硫醚70％；聚全氟乙丙烯30％；第四層聚苯硫醚60％；聚全氟乙丙烯40％；第五層聚苯硫醚50％；聚全氟乙丙烯50％；第六層聚苯硫醚40％；聚全氟乙丙烯60％；第七層聚苯硫醚30％；聚全氟乙丙烯70％；第八層聚苯硫醚20％；聚全氟乙丙烯80％；第九層聚苯硫醚10％；聚全氟乙丙烯90％；然后，從第十層開始，依予熱—噴涂—塑化的程序噴涂純聚全氟乙丙烯干粉若干層，直到達(dá)到所要求的涂層厚度或?qū)訑?shù)為止。
最后一層噴完后，將工件置于爐中，在360℃～370℃溫度下保溫20小時(shí)塑化；然后從爐中取出工件，放入冷水中驟冷淬火即可。
權(quán)利要求
1.一種氟塑料及氟塑料合金防腐涂層的噴涂方法，首先將欲噴涂工件的金屬表面進(jìn)行除銹、去污處理，其特征是然后依下述步驟進(jìn)行(一)將工件表面予熱至320℃～340℃，將聚苯硫醚干粉向工件表面噴涂一層，將工件置于爐中在350℃～370℃溫度下塑化15～25分鐘，(二)將步驟(一)至少再重復(fù)一次，(三)將工件從爐中取出，在320℃～340℃溫度下將聚苯硫醚干粉和聚全氟乙丙烯干混合物向工件表面涂一層，二者的混合比聚苯硫醚應(yīng)占90％以上，其余為聚全氟乙丙烯，然后將工件置于爐中塑化，(四)依次減少聚苯硫醚所占比例，相應(yīng)增大聚全氟乙丙烯所占比例，多次重復(fù)步驟(三)，即予熱工件——噴一層混合干粉——塑化，直至聚全氟乙丙烯所占比例達(dá)90％以上，(五)在320℃～340℃溫度下，噴涂純氟塑料干粉或氟塑料合金干粉一層，再將工件置于爐中塑化，(六)重復(fù)步驟(五)若干次，直到達(dá)到所要求的涂層厚度為止，(七)將工件置于爐中，在360℃～370℃溫度下，保溫1.5～2.5小時(shí)進(jìn)行最后塑化處理，(八)將工件從爐中取出置于冷水中驟冷進(jìn)行淬火處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴涂方法，其特征是所說的純氟塑料可以是聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚六氟丙烯、聚全氟乙丙烯、偏氟乙烯與三氟氯乙共聚物、三氟氯乙烯與乙烯共聚物、四氟乙烯與乙烯共聚物、四氟乙烯—全氟烷基乙烯基醚共聚物，其中所說的氟塑料合金可以是聚全氟乙丙烯與聚苯酯組成的氟塑料合金，聚四氟乙烯與聚苯酯組成的氟塑料合金，聚全氟乙丙烯或聚四氟乙烯所占比例為90％，而聚苯酯所占比例為10％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴涂方法，其特征是在實(shí)施權(quán)利要求1所述(五)和(六)時(shí)，可在氟塑料或氟塑料合金中摻入占其重3～5％的氧化鉻綠干粉。
全文摘要
本發(fā)明屬于利用氟塑料對(duì)金屬材料的防腐技術(shù)。它解決了氟塑料涂層與金屬基體間的強(qiáng)力粘合之難題。它是利用聚苯硫醚既與金屬有良好的粘結(jié)力,又與聚全氟乙丙烯有極佳的共混性,易組成氟塑料合金這一特性,以逐步改變二者配比的噴涂方法,形成一個(gè)偶聯(lián)過渡層,使氟塑料與金屬間形成強(qiáng)力地結(jié)合。本方法可用于石油化工設(shè)備中抗強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)B32B7/04GK1210127SQ97101729
公開日1999年3月10日 申請(qǐng)日期1997年1月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月19日
發(fā)明者田育甫, 賈梅 申請(qǐng)人:田育甫