CN1077589C - 氟塑料及氟塑料合金防腐涂层的喷涂方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于利用氟塑料对金属材料的防腐技术、它解决了氟塑料涂层与金属基体间的强力粘合之难题。它是利用聚苯硫醚既与金属有良好的粘结力、又与聚全氟乙丙烯有极佳的共混性易组成氟塑料合金这一特性，以逐步改变二者配比的喷涂方法，形成一个偶联过渡层、使氟塑料与金属间形成强力地结合。本方法可用于石油化工设备中抗强腐蚀介质的场合。

Description

氟塑料及氟塑料合金防腐涂层的喷涂方法

本发明涉及一种利用氟塑料对金属材料的防腐技术，特别是解决氟塑料涂层与金属基体间的强力粘合问题。

氟塑料以其优异的化学稳定性及独特的耐腐蚀性能成为防腐工程的首选防腐材料。但是，由于氟塑料与其它材料的难粘性的缺点使其的应用受到限制。在石油化工行业中，当遇到强腐蚀介质的情况下，为了解决其管道、设备、机器的防腐问题，目前常采用氟塑料依其内腔形状制成衬套，以“松衬”的方式抵卸强腐介质的侵蚀。但这种方法制作时先要制作坯管，还要考虑热胀冷缩的配合尺寸，因此工艺复杂、安装困难繁锁、昂贵的氟塑料消耗大、费用高。尤其是当工况出现高温和负压时，“松衬”易产生变形，脱落损坏，造成整个装置的停车或事故。

申请号为90107631.7名称为“氟塑料与金属的粘接方法和粘结剂”的发明专利申请，试图解决上述问题，并有一定的积极效果。但是这种方法存在着下述缺陷：

1、在金属表面喷涂其“专用粘结剂”时，必须带压施工，势必造成施工工装的复杂和工艺的繁锁；

2、粘贴氟塑料层时，如果设备内腔形状复杂或不规则难以保证质量，且其结合力差，容易产生剥落和损坏；

3、最后烧结固化又要带压施工或填充石英砂，又造成施工的繁锁和困难。

本发明的目的是克服上述现有技术之不足，为石油化工设备、特别是内腔形状复杂的设备提供一种施工方法简单可靠，与金属基体联接强度高的氟塑料涂层喷涂方法，以长期抵卸强蚀介质的侵蚀，保证设备的长时间正常运行。

这一发明目的实现关键是利用聚苯硫醚与金属表面有优良的粘结力，而同时聚苯硫醚与氟塑料之一的聚全氟乙丙烯之间又有极佳的共混性而易组成氟塑料合金这一重要的品质，将聚苯硫醚和聚全氟乙丙烯干粉混合总重量设为100％，逐层喷涂，依次减少聚苯硫醚所占比例100％→0％，相应增大聚全氟乙丙烯所占比例0％→100％以形成一个塑料合金偶联过渡层，在此过渡层的基础上，再继续喷涂纯氟塑料合金，则可保证其与金属基体间保持极强的接合力，于是即可达到发明之预期目的。

具体来讲、本发明之喷涂方法步骤如下所述：

工件表面的前期处理与90107631.7号专利申请相同，即首先进行表面除锈，去污处理。例如采用喷砂、去灰及化学清洗等方法，然后按照下列步骤方法施工：

(一)将工作表面予热至320℃～340℃，将聚苯硫醚干粉向工件表面喷涂一层，厚度20～30μm，再将工件置于炉中在350℃～370℃温度下塑化15～25分钟；

(二)将步骤(一)至少再重复一次；

(三)将工件从炉中取出，在320℃～340℃温度下，将聚苯硫醚干粉和聚全氟乙丙烯干粉混合物向工件表面喷涂一层，二者的混合比为：聚苯硫醚应占90％以上，其余为聚全氟乙丙烯；然后将工件置于炉中塑化，塑化温度及时间同步聚(一)塑化条件；

(四)依次减少聚苯硫醚所占比例，相应增大聚全氟乙丙烯所占比例，多次重复步骤(三)，即予热工件—喷一层混合干粉—塑化，直到聚全氟乙丙烯所占比例达90％以上，至此形成一个氟塑料合金偶联过渡层；

(五)在320℃～340℃温度下，喷涂纯氟塑料干粉或氟塑料合金干粉一层，再将工件置于炉中塑化；

(六)重复步骤(五)若干次，直到达到所要求的涂层厚度为止；

(七)将工件置于炉中，在360℃～370℃温度下保温1.5～2.5小时，进行最后塑化处理；

(八)将工件从炉中取出置于冷水中骤冷进行淬火处理，经淬火处理的涂层可增加其柔韧性。

上述步骤(五)中所说的纯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、偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚物、三氟氯乙烯与乙烯共聚物、四氟乙烯与乙烯共聚物和四氟乙烯—全氟烷基乙烯基醚共聚物。

步骤(五)中所说的氟塑料合金可以是下列之一：聚全氟乙丙烯与聚苯酯组成的氟塑料合金、聚四氟乙烯与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为90％，而聚苯酯所占比例为10％。聚苯脂又称聚对羟基苯甲酸脂。

另外，在实施上述喷涂方法的步骤(五)和(六)时，可在氟塑料或氟塑料合金中掺入占其重的3～5％的氧化铬绿(Cr₂O₃)干粉，这样可使涂层呈草绿色，以增强涂层的美观。

本发明的优点和积极效果是：

施工方法简便可靠，成本低廉，解决了石油化工设备特别是内腔形状复杂、不规则的情况下强腐蚀介质的防腐抗蚀难题。本氟塑料涂层与金属表面结合牢固性、抗冲击性、韧性等机械性能指标达国家标准二级以上；附着力达国家标准1～2级；韧性通过0.5mm轴曲率半径，喷涂膜无裂纹；耐冲击性在冲击深度0.1mm时，膜无裂纹；耐磨性在100转时，膜失重率为45～47％；耐腐蚀性能与聚四氟乙烯相同(可参见机械工业部兰州石油机械研究所1995年5月29日作出的PFEPS—氟塑料防腐涂层基本性能测试报告)。

并且，本发明方法施工的氟塑料涂层经化工部化工机械研究院、兰州炼油化工总厂催化剂分厂、三叶精细化工厂和兰州化学工业公司合成橡胶厂等四个单位的工业性应用实验证明，完全可以满足其生产工艺之要求。

下面介绍一个实施例：

将喷涂的工件表面进行喷砂除锈处理，用压缩空气吹去浮灰，即完成喷前处理。

然后工件表面予热至320℃～340℃，喷上一层干粉，厚度为25μm，将工件置于炉中在360℃温度下塑化30分钟；将工件从炉中取出，在320℃340℃温度下，再喷涂一层干粉，再行塑化。共喷九层以形成氟塑料合金偶联过渡层。这九层中干粉由聚苯硫醚和聚全氟乙丙烯组成，其配比分别为：

第一层聚苯硫醚100％；

第二层聚苯硫醚100％；

第三层聚苯硫醚70％；聚全氟乙丙烯30％；

第四层聚苯硫醚60％；聚全氟乙丙烯40％；

第五层聚苯硫醚50％；聚全氟乙丙烯50％；

第六层聚苯硫醚40％；聚全氟乙丙烯60％；

第七层聚苯硫醚30％；聚全氟乙丙烯70％；

第八层聚苯硫醚20％；聚全氟乙丙烯80％；

第九层聚苯硫醚10％；聚全氟乙丙烯90％；

然后，从第十层开始，依予热—喷涂—塑化的程序喷涂纯聚全氟乙丙烯干粉若干层，直到达到所要求的涂层厚度或层数为止。

最后一层喷完后，将工件置于炉中，在360℃～370℃温度下保温20小时塑化；然后从炉中取出工件，放入冷水中骤冷淬火即可。

Claims (3)

1、一种氟塑料及氟塑料合金防腐涂层的喷涂方法，首先将欲喷涂工件的金属表面进行除锈、去污处理，其特征是：然后依下述步骤进行：

(一)将工件表面予热至320℃～340℃，将聚苯硫醚干粉向工件表面喷涂一层，将工件置于炉中在350℃～370℃温度下塑化15～25分钟，

(二)将步骤(一)至少再重复一次，

(三)将工件从炉中取出，在320℃～340℃温度下将聚苯硫醚干粉和聚全氟乙丙烯干混合物向工件表面涂一层，二者的混合比：聚苯硫醚应占90％以上，其余为聚全氟乙丙烯，然后将工件置于炉中塑化，

(四)依次减少聚苯硫醚所占比例，相应增大聚全氟乙丙烯所占比例，多次重复步骤(三)，即予热工件——喷一层混合干粉——塑化，直至聚全氟乙丙烯所占比例达90％以上，

(五)在320℃～340℃温度下，喷涂纯氟塑料干粉或氟塑料合金干粉一层，再将工件置于炉中塑化，

(六)重复步骤(五)若干次，直到达到所要求的涂层厚度为止，

(七)将工件置于炉中，在360℃～370℃温度下，保温1.5～2.5小时进行最后塑化处理，

(八)将工件从炉中取出置于冷水中骤冷进行淬火处理。

2、根据权利要求1所述的喷涂方法，其特征是所说的纯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、偏氟乙烯与三氟氯乙共聚物、三氟氯乙烯与乙烯共聚物、四氟乙烯与乙烯共聚物、四氟乙烯—全氟烷基乙烯基醚共聚物，其中所说的氟塑料合金可以是：聚全氟乙丙烯与聚苯酯组成的氟塑料合金，聚四氟乙烯与聚苯酯组成的氟塑料合金，聚全氟乙丙烯或聚四氟乙烯所占比例为90％，而聚苯酯所占比例为10％。

3、根据权利要求1或2所述的喷涂方法，其特征是在实施权利要求1所述(五)和(六)时，可在氟塑料或氟塑料合金中掺入占其重3～5％的氧化铬绿干粉。