CN109136814A - 一种定制颅骨枕板聚醚醚酮复合涂层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种定制颅骨枕板聚醚醚酮复合涂层的制备方法，利用塑料火焰喷涂技术将聚醚醚酮粉末喷涂到定制颅骨枕板上阻隔钛合金中有害物质对人体伤害，降低人体对植入物的排斥。本发明的一种定制颅骨枕板聚醚醚酮复合涂层的制备方法，采用压缩氮气喷涂塑料粉末，不会使聚醚醚酮粉末氧化降解；制备的复合涂层性能均匀，和工件基材钛合金之间的结合强度高；使用的金属陶瓷粉末具有良好的防水蚀性；所用的PEEK塑胶原料具有优越的尺寸稳定特性，温度、湿度等环境条件的变化对PEEK零件的尺寸影响不大，可以满足对尺寸精度要求比较高工况下的使用要求。

Description

一种定制颅骨枕板聚醚醚酮复合涂层的制备方法
技术领域
本发明属于火焰喷涂技术领域，具体涉及一种定制颅骨枕板聚醚醚酮复合涂层的制备方法。
背景技术
塑料粉末火焰喷涂是利用燃烧气体形成的火焰将塑料粉末加热到熔融状态并喷射到工件表面，形成涂层的一种工艺。始于二十世纪八十年代，我国是在二十世纪八十年代中后期开始此项技术研究的，目前己引进、开发了不同类型的塑料火焰喷涂设备和多种用于火焰喷涂的塑料粉末。
聚醚醚酮(英文poly-ether-ether-ketone，简称PEEK)是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物，属特种高分子材料。具有耐高温、耐化学药品腐蚀等物理化学性能，是一类半结晶高分子材料，熔点334℃，软化点168℃，拉伸强度132～148MPa，可用作耐高温结构材料和电绝缘材料，可与玻璃纤维或碳纤维复合制备增强材料。一般采用与芳香族二元酚缩合而得的一类聚芳醚类高聚物。具有耐高温性、机械特性、自润滑性、耐腐蚀性、阻燃性、易加工性等特点。
定制颅骨枕板多为钛合金材质，钛合金材质表面有对人体有害物质(矾)，容易使人体对植入物的排斥。
塑料火焰喷涂技术原理是：在特殊设计的喷枪中利用燃气(乙炔、煤气等)与助燃气(氧气、空气)燃烧产生的热量，将塑料粉末加热至熔融或半熔融状态，在运载空气(常为压缩空气)的作用下，喷向经过预处理的工件表面，液滴经流动、流平形成连续均匀的涂层。利用火焰喷塑技术可以在金属、陶瓷、水泥等基体上获得高附着力，厚度均匀可控、加工方便的多种塑料涂层，充分改善物件表面性能，使高分子材料诸多的优良性能(诸如耐磨、减摩、耐蚀、自润湿等)得到充分而合理的应用。
发明内容
本发明针对目前定制颅骨枕板植入存在的人体排斥，提供一种定制颅骨枕板聚醚醚酮复合涂层的制备方法，其获得涂层性能好。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种定制颅骨枕板聚醚醚酮复合涂层的制备方法，包括如下步骤：
a.使用压力式喷砂法，采用粒度为10～30目的优质棕刚玉砂对工件表面进行喷砂粗化处理，得到表面粗糙度为Rz20～80μm；
b.在工件表面采用氧-丙烷火焰喷涂防水蚀涂层；所述氧-丙烷火焰喷涂预热涂层的原料成分为：质量分数为10％～20％的Ni、5％～10％Cr和70％～85％碳化铬构成的NiCr金属陶瓷粉末；所述氧-丙烷火焰喷涂预热涂层的工艺参数为：氧气压力为0.3～0.9MPa，流量为5～30m3·h-1；丙烷压力为0.1～0.15MPa，喷涂距离为150～350mm；喷涂速度为200～600mm·s-1；所述防水蚀涂层的厚度为0.03～0.15mm；
c.在工件表面采用压缩氮气喷涂聚醚醚酮粉末，塑料粉末在工件表面熔化，经过流动、流平形成连续均匀的复合涂层；所述压缩氮气喷涂塑料粉末的工艺参数为：压缩氮气压力为0.2～0.6MPa，氮气流量为2000-5000L·h-1，送粉量为45～80g/min，喷涂距离为100～250mm，喷枪移动速度为300～800mm·s-1；控制每遍涂层厚度为0.02～0.04mm，喷涂次数为2～15次。
进一步的方案，所述Cr粉的粒度为20～50μm；Ni粉的粒度为20～50μm；碳化铬粉的粒度为20～50μm。
进一步的方案，所述聚醚醚酮粉末的粒度为80～100目。
进一步的方案，所述复合涂层的厚度为0.1～1mm。
本发明利用塑料火焰喷涂技术将聚醚醚酮(PEEK)粉末喷涂到定制颅骨枕板(为钛合金材质)上阻隔钛合金中有害物质(矾)对人体伤害，降低人体对植入物的排斥。
本发明的有益效果：
1、本发明的一种定制颅骨枕板聚醚醚酮复合涂层的制备方法，采用压缩氮气喷涂塑料粉末，不会使聚醚醚酮粉末氧化降解。
2、本发明的一种定制颅骨枕板聚醚醚酮复合涂层的制备方法，制备的复合涂层性能均匀，和工件基材钛合金之间的结合强度高。
3、本发明的一种定制颅骨枕板聚醚醚酮复合涂层的制备方法，所用的PEEK塑胶原料具有优越的尺寸稳定特性，温度、湿度等环境条件的变化对PEEK零件的尺寸影响不大，可以满足对尺寸精度要求比较高工况下的使用要求，这对定制颅骨枕板来说有的很重要。
4、本发明的一种定制颅骨枕板聚醚醚酮复合涂层的制备方法，使用的金属陶瓷粉末具有良好的防水蚀性。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。
实施例1
一种定制颅骨枕板聚醚醚酮复合涂层的制备方法，包括如下步骤：
a.使用压力式喷砂法，采用粒度为10目的优质棕刚玉砂对工件表面进行喷砂粗化处理，得到表面粗糙度为Rz20～50μm；
b.在工件表面采用氧-丙烷火焰喷涂防水蚀涂层；所述氧-丙烷火焰喷涂预热涂层的原料成分为：质量分数为10％％的Ni、5％Cr和85％碳化铬构成的NiCr金属陶瓷粉末；所述氧-丙烷火焰喷涂预热涂层的工艺参数为：氧气压力为0.3MPa，流量为5m3·h-1；丙烷压力为0.1MPa，喷涂距离为150mm；喷涂速度为200mm·s-1；所述防水蚀涂层的厚度为0.03mm；
c.在工件表面采用压缩氮气喷涂聚醚醚酮粉末，塑料粉末在工件表面熔化，经过流动、流平形成连续均匀的复合涂层；所述压缩氮气喷涂塑料粉末的工艺参数为：压缩氮气压力为0.2MPa，氮气流量为2000L·h-1，送粉量为45g/min，喷涂距离为100mm，喷枪移动速度为300mm·s-1；控制每遍涂层厚度为0.02mm，喷涂次数为2次。
进一步的方案，所述Cr粉的粒度为20μm；Ni粉的粒度为20μm；碳化铬粉的粒度为20μm。
进一步的方案，所述聚醚醚酮粉末的粒度为80目。
进一步的方案，所述复合涂层的厚度为0.1mm。
实施例2
一种定制颅骨枕板聚醚醚酮复合涂层的制备方法，包括如下步骤：
a.使用压力式喷砂法，采用粒度为30目的优质棕刚玉砂对工件表面进行喷砂粗化处理，得到表面粗糙度为Rz50～80μm；
b.在工件表面采用氧-丙烷火焰喷涂防水蚀涂层；所述氧-丙烷火焰喷涂预热涂层的原料成分为：质量分数为20％的Ni、10％Cr和70％％碳化铬构成的NiCr金属陶瓷粉末；所述氧-丙烷火焰喷涂预热涂层的工艺参数为：氧气压力为0.9MPa，流量为30m3·h-1；丙烷压力为0.15MPa，喷涂距离为350mm；喷涂速度为600mm·s-1；所述防水蚀涂层的厚度为0.15mm；
c.在工件表面采用压缩氮气喷涂聚醚醚酮粉末，塑料粉末在工件表面熔化，经过流动、流平形成连续均匀的复合涂层；所述压缩氮气喷涂塑料粉末的工艺参数为：压缩氮气压力为0.6MPa，氮气流量为5000L·h-1，送粉量为80g/min，喷涂距离为250mm，喷枪移动速度为800mm·s-1；控制每遍涂层厚度为0.04mm，喷涂次数为15次。
进一步的方案，所述Cr粉的粒度为50μm；Ni粉的粒度为50μm；碳化铬粉的粒度为50μm。
进一步的方案，所述聚醚醚酮粉末的粒度为100目。
进一步的方案，所述复合涂层的厚度为1mm。
实施例3
一种定制颅骨枕板聚醚醚酮复合涂层的制备方法，包括如下步骤：
a.使用压力式喷砂法，采用粒度为20目的优质棕刚玉砂对工件表面进行喷砂粗化处理，得到表面粗糙度为Rz40～60μm；
b.在工件表面采用氧-丙烷火焰喷涂防水蚀涂层；所述氧-丙烷火焰喷涂预热涂层的原料成分为：质量分数为15％的Ni、8％Cr和77％碳化铬构成的NiCr金属陶瓷粉末；所述氧-丙烷火焰喷涂预热涂层的工艺参数为：氧气压力为0.6MPa，流量为5～30m3·h-1；丙烷压力为0.12MPa，喷涂距离为250mm；喷涂速度为400mm·s-1；所述防水蚀涂层的厚度为0.09mm；
c.在工件表面采用压缩氮气喷涂聚醚醚酮粉末，塑料粉末在工件表面熔化，经过流动、流平形成连续均匀的复合涂层；所述压缩氮气喷涂塑料粉末的工艺参数为：压缩氮气压力为0.4MPa，氮气流量为3500L·h-1，送粉量为60g/min，喷涂距离为175mm，喷枪移动速度为550mm·s-1；控制每遍涂层厚度为0.03mm，喷涂次数为8次。
进一步的方案，所述Cr粉的粒度为35μm；Ni粉的粒度为35μm；碳化铬粉的粒度为35μm。
进一步的方案，所述聚醚醚酮粉末的粒度为90目。
进一步的方案，所述复合涂层的厚度为0.5mm。
虽然在上文中已经参考了一些实施例对本发明进行描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效无替换其中的技术点，尤其是，只要不存在技术冲突，本发明所纰漏的各种实施例中的各项特征均可通过任一方式结合起来使用，在本发明中未对这些组合的情况进行穷举的描述仅仅是处于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而且包括落入权利要求。

Claims (4)

1.一种定制颅骨枕板聚醚醚酮复合涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.使用压力式喷砂法，采用粒度为10～30目的优质棕刚玉砂对工件表面进行喷砂粗化处理，得到表面粗糙度为Rz20～80μm；
b.在工件表面采用氧-丙烷火焰喷涂防水蚀涂层；所述氧-丙烷火焰喷涂预热涂层的原料成分为：质量分数为10％～20％的Ni、5％～10％Cr和70％～85％碳化铬构成的NiCr金属陶瓷粉末；所述氧-丙烷火焰喷涂预热涂层的工艺参数为：氧气压力为0.3～0.9MPa，流量为5～30m3·h-1；丙烷压力为0.1～0.15MPa，喷涂距离为150～350mm；喷涂速度为200～600mm·s-1；所述防水蚀涂层的厚度为0.03～0.15mm；
c.在工件表面采用压缩氮气喷涂聚醚醚酮粉末，塑料粉末在工件表面熔化，经过流动、流平形成连续均匀的复合涂层；所述压缩氮气喷涂塑料粉末的工艺参数为：压缩氮气压力为0.2～0.6MPa，氮气流量为2000-5000L·h-1，送粉量为45～80g/min，喷涂距离为100～250mm，喷枪移动速度为300～800mm·s-1；控制每遍涂层厚度为0.02～0.04mm，喷涂次数为2～15次。
2.根据权利要求1所述的塑料复合涂层的制备方法，其特征在于：所述Cr粉的粒度为20～50μm；Ni粉的粒度为20～50μm；碳化铬粉的粒度为20～50μm。
3.根据权利要求1所述的塑料复合涂层的制备方法，其特征在于：所述聚醚醚酮粉末的粒度为80～100目。
4.根据权利要求1所述的塑料复合涂层的制备方法，其特征在于：所述复合涂层的厚度为0.1～1mm。
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