CN114772947A - 一种耐腐蚀香水玻璃瓶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐腐蚀香水玻璃瓶及其制备方法。该香水玻璃瓶外表面覆有双层耐腐蚀保护层，第一层耐腐蚀保护层为聚四氟乙烯镍磷复合镀层，通过化学镀镀覆形成，第二层耐腐蚀保护层为聚苯胺涂层，通过喷涂形成，两层耐腐蚀保护层中添有耐磨颗粒，通过双层耐腐蚀层和耐磨颗粒的添加，提高了玻璃瓶瓶身的耐腐蚀强度，增强了聚四氟乙烯镍磷镀层与瓶身、聚四氟乙烯镍磷镀层与聚苯胺涂层的相对附着程度，提升了香水玻璃瓶的实用性，扩大了香水玻璃瓶的使用范围。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃瓶制备技术领域，具体为一种耐腐蚀香水玻璃瓶及其制备方法。
背景技术
从19世纪起，玻璃因为其透光性好，隔声能力强等优点，被广泛应用于建筑业，化工业等领域，一般条件下，高温时化学性质较稳定，可塑性高，可作为产业原料生产出各式各样的玻璃器皿满足人们日常所需，通过对玻璃材料的研究，人们在最基础的玻璃原材料中，添加多种辅助材料以增强玻璃的韧性，强度，可实用性等功能；在建筑行业，产生有中空玻璃、镜面玻璃、热反射玻璃和夹层玻璃等，对应不同场合可将其特性发挥最优如降噪、节能和隔热等效果；在化工领域，产生有耐腐蚀、耐高温和耐磨等特种玻璃，用于特定场合存储可以减少耗损，且化学性质稳定，不会引起隐患事故。香水主要由脱醛酒精、香精、增溶剂和色素组成，具有一定腐蚀性，部分香水对避光性还有一定要求，市场上常见的塑料瓶并不能满足香水存储的各种条件，故而对于香水的收集与存储，玻璃以良好的化学稳定性与形状多变易制的特点深受包装市场喜爱，普通玻璃主要用天然矿物原料和辅助原料制成，普通玻璃掺杂杂质较多，其主要成分为二氧化硅和其他氧化物，二氧化硅为酸性氧化物，所以普通玻璃的耐酸碱性一般，若将玻璃瓶长期放置在酸碱条件下，遭到腐蚀其存储性能会变差，进而对存储物存储质量无法保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐腐蚀香水玻璃瓶及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种耐腐蚀香水玻璃瓶及其制备方法，香水玻璃瓶玻璃基体表面自内而外设有第一层防腐层、第二层防腐层，第一层防腐层为聚四氟乙烯镍磷复合镀层，第二层防腐层为聚苯胺层。
进一步地，所述聚四氟乙烯镍磷层由聚四氟乙烯镍磷化学镀液镀覆形成，聚四氟乙烯镍磷化学镀液的组成成分为0.75～1g/L聚四氟乙烯、25～30g/L氯化镍、25～30g/L次亚磷酸钾、10～15g/L柠檬酸、10～15g/L乙酸钠、8～10g/L硼酸钠、30～35g/L耐磨颗粒，耐磨颗粒主要由沸石颗粒、丁腈橡胶颗粒和二氧化硅颗粒组成，沸石颗粒、二氧化硅颗粒、丁腈橡胶颗粒的质量比为6：1：1。
进一步地，所述聚苯胺层由聚苯胺粉末和碳化硅颗粒混合成的喷涂粉末喷涂形成，聚苯胺粉末和碳化硅颗粒的质量比为3：1，聚苯胺粉末由苯胺经过表面活化剂改性制成，表面活化剂为十二烷基硫酸钠。
一种耐腐蚀香水玻璃瓶的制备方法，包括以下制备工艺：
(1)玻璃基体表面预处理：取稀盐酸、稀硝酸和稀硫酸溶液，按比例配置混合溶液，将香水玻璃瓶基体浸泡在混合溶液中，5～10min后取出，用蒸馏水洗净；
(2)第一层防腐层化学镀：取聚四氟乙烯、氯化镍、次亚磷酸钾、柠檬酸、乙酸钠和硼酸钠于蒸馏水中溶解，加入氢氧化钠溶液，调节pH为4～6，加入耐磨颗粒，得到聚四氟乙烯镍磷化学镀液，加热聚四氟乙烯镍磷化学镀液，取步骤(1)中玻璃基体浸入聚四氟乙烯镍磷化学镀液60～90min，洗净后控温干燥，得到镀层香水玻璃瓶；
(3)第二层防腐层喷涂：将苯胺溶于酸性溶液中分散，加入引发剂，冰水浴后抽滤洗涤，加入表面活性剂改性6～9h，干燥研磨得到超疏水聚苯胺粉末，加入碳化硅颗粒搅拌均匀，得到喷涂粉末，加热镀层香水玻璃瓶，移至喷粉室静电喷涂，静电枪喷涂量为100～200g/min，镀层香水玻璃瓶经固化区形成固化膜，取出烘干，得到产品耐腐蚀香水玻璃瓶。
进一步地，所述步骤(1)中混合溶液中，配置稀盐酸、稀硝酸和稀硫酸的溶液体积比为3：3：4。
进一步地，所述步骤(2)中，步骤(2)中，加热完成的聚四氟乙烯镍磷镀液温度为80～90℃，控温干燥的温度为20～25℃。
进一步地，所述步骤(3)中，酸性溶液为盐酸或硝酸溶液，浓度为0.2～0.5mol/L，引发剂为过硫酸铵溶液，冰水浴的反应条件为静置反应6小时，干燥条件为40～50℃下干燥1～2h，碳化硅颗粒大小为800目，加热完成的镀层香水玻璃瓶温度为200～250℃。
与现有产品相比，本发明所达到的有益效果是：本发明在玻璃瓶表面设有双层耐腐蚀层，分别为聚四氟乙烯镍磷复合镀覆层和聚苯胺涂覆层，聚四氟乙烯镍磷复合镀覆层由聚四氟乙烯镍磷化学镀液镀覆形成，聚四氟乙烯化学镀液的组成成分为聚四氟乙烯、氯化镍、次亚磷酸钾、柠檬酸、乙酸钠、硼酸钠和耐磨颗粒，聚苯胺涂覆层由聚苯胺喷涂粉末喷涂形成，聚苯胺喷涂粉末组成成分为聚苯胺粉末和碳化硅颗粒，聚苯胺喷涂粉末由苯胺经过表面活性剂改性制成；通过双层耐腐蚀层的设置，提升了玻璃瓶的耐腐蚀性能，两层耐腐蚀层中都添加有耐磨颗粒以增大镀覆层与玻璃基体表面、涂覆层与镀覆层的接触面积，提高彼此的粘合度，涂覆层的碳化硅颗粒也可以在实际拿取放置使用中达到防滑的效果；在工艺上，采用先镀覆后喷覆工艺，在便于操作的基础上，避免了污染化学镀覆液导致的耗材浪费，同时也解决了覆层厚度不均匀的问题，通过镀覆时间和喷覆室内的参数设置，能有效控制覆层厚度，可以在有效实验次数里实验得到最优的目标产品香水玻璃瓶，进而量产使产能最大化。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
实施例1
(1)玻璃基体表面预处理：取稀盐酸、稀硝酸和稀硫酸溶液，按比例3:3:4配置混合溶液，将香水玻璃瓶基体浸泡在混合溶液中，5min后取出用蒸馏水洗净；
(2)第一层防腐层化学镀：取1g聚四氟乙烯、30g氯化镍、30g次亚磷酸钾、10g柠檬酸、10g乙酸钠和8g硼酸钠固体于1L蒸馏水中溶解，加入40％氢氧化钠溶液，调节pH为4，加入35g的耐磨颗粒，得到聚四氟乙烯镍磷化学镀液，将聚四氟乙烯镍磷化学镀液加热至80℃，取步骤(1)中玻璃基体浸入聚四氟乙烯镍磷化学镀液60min，洗净后在20℃下干燥，得到镀层香水玻璃瓶；
(3)第二层防腐层喷涂：将30g苯胺溶于0.2mol/L的盐酸溶液中分散，加入过硫酸铵溶液引发，冰水浴中静置反应6h，抽滤洗涤，加入表面活性剂十二烷基硫酸钠溶液改性6h，干燥研磨得到超疏水聚苯胺粉末，加入10g碳化硅颗粒，搅拌均匀，得到喷涂涂料，将镀层香水玻璃瓶加热至150℃，移至喷粉室静电喷涂，静电喷涂的工艺静电枪出粉量为100g/min，镀层香水玻璃瓶经固化区形成固化膜，取出烘干，得到1号耐腐蚀香水玻璃试验瓶。
实施例2
(1)玻璃基体表面预处理：取稀盐酸、稀硝酸和稀硫酸溶液，按比例3:3:4配置混合溶液，将香水玻璃瓶基体浸泡在混合溶液中，7min后取出用蒸馏水洗净；
(2)第一层防腐层化学镀：取1g聚四氟乙烯、30g氯化镍、30g次亚磷酸钾、10g柠檬酸、10g乙酸钠和8g硼酸钠固体于1L蒸馏水中溶解，加入40％氢氧化钠溶液，调节pH为5，加入35g的耐磨颗粒，得到聚四氟乙烯镍磷化学镀液，将聚四氟乙烯镍磷化学镀液加热至83℃，取步骤(1)中玻璃基体浸入聚四氟乙烯镍磷化学镀液70min，洗净后在22℃下干燥，得到镀层香水玻璃瓶；
(3)第二层防腐层喷涂：将30g苯胺溶于0.3mol/L的盐酸溶液中分散，加入过硫酸铵溶液引发，冰水浴中静置反应6h，抽滤洗涤，加入表面活性剂十二烷基硫酸钠溶液改性7h，干燥研磨得到超疏水聚苯胺粉末，加入10g碳化硅颗粒，搅拌均匀，得到喷涂涂料，将镀层香水玻璃瓶加热至180℃，移至喷粉室静电喷涂，静电喷涂的工艺静电枪出粉量为130g/min，镀层香水玻璃瓶经固化区形成固化膜，取出烘干，得到2号耐腐蚀香水玻璃试验瓶。
实施例3
(1)玻璃基体表面预处理：取稀盐酸、稀硝酸和稀硫酸溶液，按比例3:3:4配置混合溶液，将香水玻璃瓶基体浸泡在混合溶液中，9min后取出用蒸馏水洗净；
(2)第一层防腐层化学镀：取1g聚四氟乙烯、30g氯化镍、30g次亚磷酸钾、10g柠檬酸、10g乙酸钠和8g硼酸钠固体于1L蒸馏水中溶解，加入40％氢氧化钠溶液，调节pH为6，加入35g的耐磨颗粒，得到聚四氟乙烯镍磷化学镀液，将聚四氟乙烯镍磷化学镀液加热至86℃，取步骤(1)中玻璃基体浸入聚四氟乙烯镍磷化学镀液80min，洗净后在24℃下干燥，得到镀层香水玻璃瓶；
(3)第二层防腐层喷涂：将30g苯胺溶于0.4mol/L的盐酸溶液中分散，加入过硫酸铵溶液引发，冰水浴中静置反应6h，抽滤洗涤，加入表面活性剂十二烷基硫酸钠溶液改性8h，干燥研磨得到超疏水聚苯胺粉末，加入10g碳化硅颗粒，搅拌均匀，得到喷涂涂料，将镀层香水玻璃瓶加热至220℃，移至喷粉室静电喷涂，静电喷涂的工艺静电枪出粉量为160g/min，镀层香水玻璃瓶经固化区形成固化膜，取出烘干，得到3号耐腐蚀香水玻璃试验瓶。
实施例4
(1)玻璃基体表面预处理：取稀盐酸、稀硝酸和稀硫酸溶液，按体积比3:3:4配置混合溶液，将香水玻璃瓶基体浸泡在混合溶液中，10min后取出用蒸馏水洗净；
(2)第一层防腐层化学镀：取1g聚四氟乙烯、30g氯化镍、30g次亚磷酸钾、10g柠檬酸、10g乙酸钠和8g硼酸钠固体于1L蒸馏水中溶解，加入40％氢氧化钠溶液，调节pH为6，加入35g的耐磨颗粒，得到聚四氟乙烯镍磷化学镀液，将聚四氟乙烯镍磷化学镀液加热至90℃，取步骤(1)中玻璃基体浸入聚四氟乙烯镍磷化学镀液90min，洗净后在25℃下干燥，得到镀层香水玻璃瓶；
(3)第二层防腐层喷涂：将30g苯胺溶于0.5mol/L的盐酸溶液中分散，加入过硫酸铵溶液引发，冰水浴中静置反应6h，抽滤洗涤，加入表面活性剂十二烷基硫酸钠溶液改性9h，干燥研磨得到超疏水聚苯胺粉末，加入10g碳化硅颗粒，搅拌均匀，得到喷涂涂料，将镀层香水玻璃瓶加热至250℃，移至喷粉室静电喷涂，静电喷涂的工艺静电枪出粉量为200g/min，镀层香水玻璃瓶经固化区形成固化膜，取出烘干，得到4号耐腐蚀香水玻璃试验瓶。
对比例1
对比例1以实施例4为对照组，变更参数为覆层种类。
(1)玻璃基体表面预处理：取稀盐酸、稀硝酸和稀硫酸溶液，按比例3:3:4配置混合溶液，将香水玻璃瓶基体浸泡在混合溶液中，10min后取出用蒸馏水洗净；
(2)防腐层化学镀：取1g聚四氟乙烯、30g氯化镍、30g次亚磷酸钾、10g柠檬酸、10g乙酸钠和8g硼酸钠固体于1L蒸馏水中溶解，加入40％氢氧化钠溶液，调节pH为4，加入35g的耐磨颗粒，得到聚四氟乙烯镍磷化学镀液，将聚四氟乙烯镍磷化学镀液加热至90℃，取步骤(1)中玻璃基体浸入聚四氟乙烯镍磷化学镀液90min，洗净后在25℃下干燥，得到5号香水玻璃试验瓶。
对比例2
对比例2以实施例4为对照组，变更参数为覆层种类。
(1)玻璃基体表面预处理：取稀盐酸、稀硝酸和稀硫酸溶液，按体积比3:3:4配置混合溶液，将香水玻璃瓶基体浸泡在混合溶液中，10min后取出用蒸馏水洗净；
(3)第二层防腐层喷涂：将30g苯胺溶于0.5mol/L的盐酸溶液中分散，加入过硫酸铵溶液引发，冰水浴中静置反应6h，抽滤洗涤，加入表面活性剂十二烷基硫酸钠溶液改性9h，干燥研磨得到超疏水聚苯胺粉末，加入10g碳化硅颗粒，搅拌均匀，得到喷涂涂料，将镀层香水玻璃瓶加热至250℃，移至喷粉室静电喷涂，静电喷涂的工艺静电枪出粉量为200g/min，镀层香水玻璃瓶经固化区形成固化膜，取出烘干，得到6号耐腐蚀香水玻璃试验瓶。
对比例3
对比例3以实施例4为对照组，变更参数为及耐磨颗粒的添加。
(1)玻璃基体表面预处理：取稀盐酸、稀硝酸和稀硫酸溶液，按比例3:3:4配置混合溶液，将香水玻璃瓶基体浸泡在混合溶液中，10min后取出用蒸馏水洗净；
(2)第一层防腐层化学镀：取1g聚四氟乙烯、30g氯化镍、30g次亚磷酸钾、10g柠檬酸、10g乙酸钠和8g硼酸钠固体于1L蒸馏水中溶解，加入40％氢氧化钠溶液，调节pH为4，得到聚四氟乙烯镍磷化学镀液，将聚四氟乙烯镍磷化学镀液加热至90℃，取步骤(1)中玻璃基体浸入聚四氟乙烯镍磷化学镀液90min，洗净后在25℃下干燥30min，得到镀层香水玻璃瓶；
(3)第二层防腐层喷涂：将30g苯胺溶于0.5mol/L的盐酸溶液中分散，加入过硫酸铵溶液引发，冰水浴中静置反应6h，抽滤洗涤，加入表面活性剂十二烷基硫酸钠溶液改性9h，干燥研磨得到超疏水聚苯胺粉末，得到喷涂涂料，将镀层香水玻璃瓶加热至250℃，移至喷粉室静电喷涂，静电喷涂的工艺静电枪出粉量为200g/min，镀层香水玻璃瓶经固化区形成固化膜，取出烘干，得到7号耐腐蚀香水玻璃试验瓶。
实验
1、取实施例1-4、对比例1-3制备的试验瓶样面，分别采用2％硫酸、2％氢氧化钠对玻璃试验瓶样面浸泡侵蚀，浸泡30天后取出，称重并记录失重率。
2、取实施例1-4、对比例1-3制备的试验瓶样面通过GB/T9286-1998《色漆和清漆涂层的划格试验测试》测试膜层附着力。
3、取实施例1-4、对比例1-3中制得的试验瓶样面，移入盐雾试验箱的样品架，在50℃下，将配置好的盐溶液倒入盐水储存箱，根据GB/T1771-2007《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》公开的方法进行连续盐雾试验，一周后观察表面变化。
测试所得数据入下表1所示：
表1：玻璃试验瓶各项表征参数
总结：由实施例1～4可知，所制备的耐腐蚀香水玻璃瓶具有良好的附着性能和优秀的耐酸碱腐蚀性能。将实施例4与对比例1-3的数据对比可知：对比例1-2中，覆层层数为1，覆层分别为为聚四氟乙烯镍磷镀层、聚苯胺涂层，由于覆层只有一层，使得香水玻璃瓶耐腐蚀性能下降；对比例3中，由于两种覆层中未含有石墨烯颗粒和碳化硅颗粒，使得覆层的附着力有所下降，导致盐雾试验中测试性能也有所下降。
根据上述数据总结，可以清楚得到以下结论：
由此可得，在试验玻璃瓶中，加涂聚苯胺层的玻璃瓶，其耐腐蚀效果比仅镀覆聚四氯乙烯镍磷层玻璃瓶好，覆层的厚度越大，其耐腐蚀效果越好，添加耐磨颗粒的覆层在附着性能上比未添加耐磨颗粒覆层优秀，由此可以判断，通过本发明中双层耐腐蚀层和耐磨颗粒的设置，加固了瓶身与覆层的附着度，提高了整体的耐腐蚀性能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种耐腐蚀香水玻璃瓶，其特征在于：香水玻璃瓶玻璃基体表面自内而外设有第一层防腐层、第二层防腐层；
第一层防腐层为聚四氟乙烯镍磷复合镀层，主要通过聚四氟乙烯镍磷化学镀液镀覆形成；
第二层防腐层为聚苯胺层，由喷涂粉末喷涂形成。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀香水玻璃瓶，其特征在于：聚四氟乙烯镍磷化学镀液的组成成分为0.75～1g/L聚四氟乙烯、25～30g/L氯化镍、25～30g/L次亚磷酸钾、10～15g/L柠檬酸、10～15g/L乙酸钠、8～10g/L硼酸钠和30～35g/L耐磨颗粒，耐磨颗粒主要由沸石颗粒、丁腈橡胶颗粒和二氧化硅颗粒组成，沸石颗粒、二氧化硅颗粒、丁腈橡胶颗粒的质量比为6：1：1。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀香水玻璃瓶，其特征在于：喷涂粉末组成成分为聚苯胺粉末和碳化硅颗粒，其质量比为3：1，聚苯胺粉末由苯胺经过表面活化剂改性制成，表面活化剂为十二烷基硫酸钠。
4.一种耐腐蚀香水玻璃瓶的制备方法，其特征在于：包括以下制备工艺：
(1)玻璃基体表面预处理：取稀盐酸、稀硝酸和稀硫酸溶液，按比例配置混合溶液，将香水玻璃瓶基体浸泡在混合溶液中，5～10min后取出，用蒸馏水洗净；
(2)第一层防腐层化学镀：取聚四氟乙烯、氯化镍、次亚磷酸钾、柠檬酸、乙酸钠和硼酸钠于蒸馏水中溶解，加入氢氧化钠溶液，调节pH为4～6，加入耐磨颗粒，得到聚四氟乙烯镍磷化学镀液，加热聚四氟乙烯镍磷化学镀液，取步骤(1)中玻璃基体浸入聚四氟乙烯镍磷化学镀液60～90min，洗净后控温干燥，得到镀层香水玻璃瓶；
(3)第二层防腐层喷涂：将苯胺溶于酸性溶液中分散，加入引发剂，冰水浴后抽滤洗涤，加入表面活性剂改性6～9h，干燥研磨得到超疏水聚苯胺粉末，加入碳化硅颗粒搅拌均匀，得到喷涂粉末，加热镀层香水玻璃瓶，移至喷粉室静电喷涂，静电枪喷涂量为100～200g/min，镀层香水玻璃瓶经固化区形成固化膜，取出烘干，得到产品耐腐蚀香水玻璃瓶。
5.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀香水玻璃瓶的制备方法，其特征在于：步骤(1)混合溶液中，稀盐酸、稀硝酸和稀硫酸的溶液体积比为3：3：4。
6.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀香水玻璃瓶的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，加热完成的聚四氟乙烯镍磷镀液温度为80～90℃，控温干燥的温度为20～25℃。
7.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀香水玻璃瓶的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，酸性溶液为盐酸或硝酸溶液，浓度为0.2～0.5mol/L，引发剂为过硫酸铵溶液，冰水浴的反应条件为静置反应6小时，干燥条件为40～50℃下干燥1～2h，碳化硅颗粒大小为800目，加热完成的镀层香水玻璃瓶温度为200～250℃。
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