CN115413918B - 一种钛金属真空保温杯及其制备方法 - Google Patents

一种钛金属真空保温杯及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115413918B
CN115413918B CN202211074378.7A CN202211074378A CN115413918B CN 115413918 B CN115413918 B CN 115413918B CN 202211074378 A CN202211074378 A CN 202211074378A CN 115413918 B CN115413918 B CN 115413918B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vacuum cup
cup body
vacuum
super
taking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211074378.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115413918A (zh
Inventor
陈金国
朱小东
吴愈君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinosure Co ltd
Original Assignee
Sinosure Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinosure Co ltd filed Critical Sinosure Co ltd
Priority to CN202211074378.7A priority Critical patent/CN115413918B/zh
Publication of CN115413918A publication Critical patent/CN115413918A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115413918B publication Critical patent/CN115413918B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47G—HOUSEHOLD OR TABLE EQUIPMENT
    • A47G19/00—Table service
    • A47G19/22—Drinking vessels or saucers used for table service
    • A47G19/2205—Drinking glasses or vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/10—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by other chemical means
    • B05D3/102—Pretreatment of metallic substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/12—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by mechanical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/22—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to internal surfaces, e.g. of tubes
    • B05D7/227—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to internal surfaces, e.g. of tubes of containers, cans or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • C09D183/08—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen, and oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/02—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working in inert or controlled atmosphere or vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/26—Anodisation of refractory metals or alloys based thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2202/00—Metallic substrate
    • B05D2202/30—Metallic substrate based on refractory metals (Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W)
    • B05D2202/35—Metallic substrate based on refractory metals (Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W) based on Ti
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/22—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C08G77/24—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen halogen-containing groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Table Devices Or Equipment (AREA)

Abstract

本申请涉及保温杯的技术领域，具体公开了一种钛金属真空保温杯及其制备方法。一种钛金属真空保温杯，包括保温杯本体以及涂覆于保温杯本体内壁上的超疏水涂层，所述超疏水涂层包括全氟辛基三氯硅烷(FOTS)、十八烷基三氯硅烷中的任意一种；其制备方法为：S1、杯体制备；S2、封盖制作；S3、保温杯本体制备；S4、保温杯制备。本申请的保温杯具有高疏水、高抗菌以及长效耐腐蚀的优点。

Description

一种钛金属真空保温杯及其制备方法
技术领域
本申请涉及保温杯的领域，尤其是涉及一种钛金属真空保温杯及其制备方法。
背景技术
传统的保温杯一般采用不锈钢材质制造，主要用于盛放热水或冰水。而不锈钢材质通常含有镍、铬、锰、镉、铅等重金属元素，长时间盛放酸碱度的饮品，保温杯中的重金属元素较易析出；不仅使饮品失味、变质，还较易对人体健康造成危害。此外，具有酸碱性的饮品较易腐蚀不锈钢，缩短了保温杯的使用寿命。综上，不锈钢保温杯不适合长时间盛装牛奶、碳酸饮料、果汁、茶饮等，极大的限制了保温杯的适用性。
钛是一种具有优异的耐蚀性，且对人体神经无影响的金属元素。采用钛金属制造的保温杯即大大降低了重金属析出的安全隐患，也可维持饮品的原有风味。因此采用钛金属保温杯成为当前的研究热点。
然而，钛金属保温杯存在明显的技术瓶颈，如钛金属加工过程中发粘，且存在表面微观缺陷、吸附污垢、形成多孔氧化膜等不足，采用传统的钎焊密封工艺不能保证夹层的真空度，即无法实现长时间、可靠的保温效果。
针对上述相关技术，发明人认为简单地采用钛金属加工过程中发粘，导致保温杯内壁存在微观缺陷、吸附污垢、形成多孔氧化膜等，使保温杯盛装具有酸碱性的饮品时，保温杯较易被腐蚀，导致保温杯存在使用寿命较短的缺陷。
发明内容
为了改善保温杯较易被腐蚀，导致保温杯使用寿命较短的缺陷，本申请提供一种钛金属真空保温杯及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种钛金属真空保温杯，采用如下的技术方案：
一种钛金属真空保温杯，包括保温杯本体以及涂覆于保温杯本体内壁上的超疏水涂层，所述超疏水涂层包括全氟辛基三氯硅烷(FOTS) 、十八烷基三氯硅烷中的任意一种。
通过采用上述技术方案，本申请技术方案中优选采用全氟辛基三氯硅烷作为超疏水涂层，由于保温杯内壁上具有微观缺陷，因此全氟辛基三氯硅烷能够有效负载于保温杯本体内壁上，形成较为牢固的膜层，且全氟辛基三氯硅烷中的疏水基团使得膜层获得疏水效果，即超疏水膜层降低了保温杯本体内壁上的表面能，降低酸碱性饮品负载并腐蚀保温杯本体的可能性。
同时，超疏水涂层涂覆至保温杯本体内壁后，保温杯本体内壁上仍存在微小凹槽等，微小凹槽中能够滞留空气，并且全氟辛基三氯硅烷能够捕捉空气，形成滞留的空气层，滞留的空气层能够减少酸碱性液体与保温杯本体内壁之间的接触面积，形成第一道防腐蚀防线。由全氟辛基三氯硅烷组成的超疏水涂层，降低了腐蚀液体与保温本体内壁接触的可能性，作为第二道防腐蚀防线，有效降低了酸碱液体腐蚀保温杯的可能性，延长了保温杯的使用寿命。
最后，采用十八烷基三氯硅烷作为超疏水涂层，十八烷基三氯硅烷中也具有较长氟碳链以及亚甲基疏水基团，负载于保温杯体内壁上后，依旧能够捕获空气并形成疏水膜层，降低酸碱液体接触并腐蚀与温杯本体内壁的可能性，延长保温杯的使用寿命。
优选的，所述保温杯本体为经阳极氧化处理的保温杯本体。
通过采用上述技术方案，本申请技术方案中采用对保温杯本体进行阳极氧化处理，使保温杯本体内壁上的钛转变为TiO2，TiO2能够与超疏水层之间发生自组装效应，提高了超疏水涂层与保温杯本体之间的结合牢固性，使保温杯能够长效获得优异的超疏水效果。同时，经阳极氧化处理的保温杯内壁上能够形成排列均匀的TiO2纳米管结构，形成粗糙表面，即微/纳双尺度粗糙结构，再通过自组装作用负载超疏水涂层，进一步提高了保温杯本体的疏水效果，降低了保温杯本体内壁被腐蚀的可能性。
优选的，所述阳极氧化处理包括以下步骤：将保温杯本体作为阳极，取碳纤维束作为阴极，将保温杯本体内填充电解液后，通电，氧化处理，得到经氧化处理的保温杯本体，其中，所述碳纤维束与保温杯本体中轴线同轴设置，所述碳纤维束上穿设有若干聚四氟乙烯小球，所述电解液为动态循环设置，所述电解液的循环速度为70-80mL/min。
通过采用上述技术方案，本申请技术方案中优选采用聚四氟乙烯小球固定碳纤维束，由于单一聚四氟乙烯会导致保温杯内的电解液流速发生变化，即导致保温杯内壁上形成的氧化层均匀性不佳，因此本申请采用若干聚四氟乙烯小球作为支撑，能够降低保温杯内电解液发生快速变化的可能性，提高了保温杯内壁上氧化层的均匀性，使保温杯内壁获得较为均匀的疏水效果。
其次，本申请技术方案中优化了电解液的动态循环速度，适宜的动态循环速度能够使保温杯内壁获得较为均匀的氧化效果，并且氧化层中的TiO2纳米管的长度也较为均匀，使得保温杯内壁上能够负载均匀的超疏水膜层。
优选的，所述超疏水涂层还包括硝酸银，所述硝酸银采用电沉积法负载至保温杯本体上。
通过采用上述技术方案，本申请技术方案中优选采用在超疏水膜层中增加硝酸银，能够在保温杯内壁上负载单质银，单质银能够沉积于TiO2纳米管的管壁以及管内，有效提高氧化层的耐磨效果以及抗菌效果，不仅降低酸碱饮品对保温杯的腐蚀，还能降低微生物、细菌等对保温杯内壁腐蚀，延长了保温杯的使用寿命。
优选的，所述超疏水涂层中还包括席夫碱银配位聚合物，所述席夫碱银配位聚合物与硝酸银的质量比为10:1-2。
通过采用上述技术方案，席夫碱银配位化合物中具有一维链状结构以及二维网络结构，因此在沉积过程中，能够一同沉积至氧化层上，通过一维链状结构以及二维网络结构配合，增加氧化层各组分以及银单质之间的结合牢固性，此外，还能够增加超疏水涂层与氧化层之间的结合牢固性，进一步提高了超疏水涂层对保温被的保护效果，延长保温杯的使用寿命。
第二方面，本申请提供一种钛金属真空保温杯的制备方法，采用如下的技术方案：
一种钛金属真空保温杯的制备方法，包括以下步骤：S1、杯体制备：将钛金属管材以及带材加工成内胆体、外壳，并在口部才有焊接连接，内胆体和外壳之间形成预抽真空层间隙；S2、封盖制作：将钛金属带材经冲压、冲孔加工，制成与外壳底部相匹配的封底，封底中央具有真空密封通孔；S3、保温杯本体制备：对封底进行真空热处理，在真空或氩气氛围下，去除钛金属表面污垢以及多孔氧化膜；焊接压合外壳和封底，得半成品，钎焊密封，得到保温杯本体；S4、保温杯制备：将保温杯本体浸渍于超疏水涂层中，静置，取出，顺次经丙酮、乙醇、水超声波清洗，冷风吹干，干燥，得到保温杯。
通过采用上述技术方案，本申请中所采用的方法具有生产的保温杯合格率高、密封性优异的特点，制得的保温杯具有较为优异的保温效果。
优选的，所述步骤S3中，钎焊密封后，对保温杯本体进行表面预处理，表面预处理包括以下步骤：将保温杯本体采用砂纸逐级打磨，顺次放入丙酮、乙醇、水中超声清洗，浸入酸液，取出，超声波水洗，干燥，得到经表面预处理的保温杯本体。
通过采用上述技术方案，砂纸打磨保温杯本体内壁，去除保温杯本体内壁的氧化物以及脏污，浸入酸液后，酸液能够对保温杯本体内壁进行刻蚀，在保温杯本体内壁形成微米级凸起和凹坑，能够进一步提高超疏水涂层与保温杯本体内壁之间的结合牢固性，并且能够在保温杯本体内壁捕获空气形成空气层，有效提高保温杯的耐腐蚀效果。
优选的，所述步骤S3真空热处理中的温度为850-1100℃，真空值<1.33×10-2Pa。
通过采用上述技术方案，本申请技术方案中采用热处理，热处理过程中，能够诱导TiO2晶型发生改变，由无定型钛转变为锐钛矿晶型，进一步提高了保温杯内壁的疏水效果，改善保温杯的耐腐蚀效果。
优选的，所述步骤S3中钎焊密封所使用的材料选自银基钎料或玻璃钎料中的任意一种。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请全氟辛基三氯硅烷作为超疏水涂层，通过全氟辛基三氯硅烷负载于保温杯本体内壁上，在保温杯本体内壁上引入疏水基团，降低了保温杯本体内壁上的表面能，降低酸碱性饮品负载并腐蚀保温杯本体的可能性；并且保温杯本体内壁上存在微小凹槽等，微小凹槽中能够滞留空气，且全氟辛基三氯硅烷能够捕捉空气，形成滞留的空气层，形成了空气层-疏水层的双层抗腐蚀防线，进一步提高了保温杯的防腐蚀效果，延长了保温杯的使用寿命。
2、本申请中优选采用对保温杯本体进行阳极氧化处理，使保温杯本体内壁上的钛转变为TiO2，形成均匀的TiO2纳米管氧化层，还具有粗糙表面，即微/纳双尺度粗糙结构，氧化层能与超疏水层之间发生自组装效应，使超疏水涂层与保温杯内壁之间牢固结合，进一步提高了保温杯本体的疏水效果，降低了保温杯本体内壁被腐蚀的可能性。
3、本申请的方法，通过对保温杯本体内壁进行酸液刻蚀，在保温杯本体内壁形成微米级凸起和凹坑，能够进一步提高超疏水涂层与保温杯本体内壁之间的结合牢固性，并且能够在保温杯本体内壁捕获空气形成空气层，有效提高保温杯的耐腐蚀效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例中，所选用的仪器设备如下所示，但不以此为限：
仪器：SCD200自动接触角测定仪。
药品：全氟辛基三氯硅烷为分子量为481.54100的三氯(1H,1H,2H,2H-全氟正辛基)硅烷。
制备例
席夫碱银配位聚合物制备例
制备例1
取0.5g-乙酰吡嗪和0.56g异烟肼溶解于30g的污水乙醇中，加入0.2g盐酸作为催化剂，加热回流5h，冷却，抽滤，保留固体物，洗涤，干燥，得到丝状固体。将24.2mg丝状固体溶于5g三氯甲烷中，经滤纸过滤，滤入容器底部，以10g三氯甲烷和10g乙腈配合作为中间缓冲层，将16.9mg硝酸银溶于3g乙腈溶液中，置于容器顶部，黑暗处放置10d，过滤，得到浅绿色单晶，研磨，得到席夫碱银配位聚合物。
电解液制备例
制备例2
取含有2vol％水和0.3wt％氟化铵的乙二醇溶液，作为电解液。
实施例
实施例1-5
一方面，本申请提供一种钛金属真空保温杯，包含保温杯本体以及涂覆于保温杯本体内壁上的超疏水涂层，所述超疏水涂层包括全氟辛基三氯硅烷(FOTS)。
另一方面，本申请提供一种钛金属真空保温杯的制备方法，包括以下步骤：杯体制备：按照规格选择不同直径的金属管材，经切割下料，采用水涨分别获得外壳和无底内胆筒体，挑选钛带材经下料、冲压成型，获得与无底内胆筒体相匹配的内胆底，通过激光焊，在氮气氛围下，将内胆底与内胆筒体焊接，将外壳与内胆筒体在口部进行紧配并采用氩弧焊连接。
封盖制作：将钛金属带材经下料、冲压、冲孔加工，制成与外壳底部相匹配的封底，封底中央具有真空密封通孔；
保温杯本体制备：对封底进行真空热处理，在真空氛围下，维持真空度为6×10-3-8×10-3Pa，在850℃保温15h，随炉冷却至80℃出炉。压合、紧配外壳和封底，采用氩弧焊熔焊连接，制成半成品。采用Ag-28Cu银基钎料，在810℃焊接密封30min，碎料冷却至730℃，保温15min，通氩气，风冷至150℃出炉，得到保温杯本体。
保温杯制备：取1kgFOTS和65kg异辛烷搅拌混合，得到超疏水涂层，将保温杯本体浸渍于超疏水涂层中，静置12h，取出，顺次经丙酮、乙醇、水超声波清洗，均清洗10min，冷风吹干，80℃烘箱干燥30min，得到保温杯1。
其中，值得说明的是，超疏水涂层还可以由十八烷基三氯硅烷。
实施例2
与实施例1的区别在于：对保温杯本体进行阳极氧化处理，取保温杯本体作为阳极，取直径为1.5-2.5cm的碳纤维束作为阴极，碳纤维束上穿设有多个聚四氟乙烯小球，本实施例中聚四氟乙烯小球的数量为2个，碳纤维束与保温杯内胆同轴设置，将碳纤维束胶黏至保温杯本体内底壁上，聚四氟乙烯小球的外壁与保温本体内壁靠近，即聚四氟乙烯小球的直径略小于保温杯本体内壁的直径，聚四氟乙烯的直径较保温杯本体内壁直径小3-5mm。在保温杯本体内填充电解液，电解液动态循环，循环速度为70mL/min，电压恒定为20V，阳极氧化处理8h，得到阳极氧化处理的保温杯本体,制备保温杯2。
实施例3-4
与实施例2的区别在于：电解液的循环速度分别为75mL/min、80mL/min，制备保温杯3-4。
实施例5
与实施例1的区别在于：先将保温杯本体浸渍于10mmol/LAgNO3和100mmol/LNANO3的混合溶液中，20℃下，以保温杯本体作为工作电极，Pt电极作为对电极，控制电流密度为5mA •cm-2，以每0.1s开，0.3秒关的交替程序，沉积时间300圈，沉积完毕后，取出，水洗，超声波振荡1min，真空干燥，得到中间产物。取1kgFOTS和65kg异辛烷搅拌混合，得到超疏水涂层，再将中间产物浸渍于超疏水涂层中，静置12h，取出，顺次经丙酮、乙醇、水超声波清洗，均清洗10min，冷风吹干，80℃烘箱干燥30min，得到保温杯5。
实施例6
与实施例2的区别在于：先将保温杯本体浸渍于10mmol/LAgNO3和100mmol/LNANO3的混合溶液中，20℃下，以保温杯本体作为工作电极，Pt电极作为对电极，控制电流密度为5mA •cm-2，以每0.1s开，0.3秒关的交替程序，沉积时间300圈，沉积完毕后，取出，水洗，超声波振荡1min，真空干燥，得到中间产物。取1kgFOTS和65kg异辛烷搅拌混合，得到超疏水涂层，再将中间产物浸渍于超疏水涂层中，静置12h，取出，顺次经丙酮、乙醇、水超声波清洗，均清洗10min，冷风吹干，80℃烘箱干燥30min，得到保温杯6。
实施例7
与实施例5的区别在于：先将保温杯本体浸渍于10mmol/LAgNO3 、1mmol/L席夫碱银配位聚合物和100mmol/LNANO3的混合溶液中，20℃下，以保温杯本体作为工作电极，Pt电极作为对电极，控制电流密度为5mAcm-2，以每0.1s开，0.3秒关的交替程序，沉积时间300圈，沉积完毕后，取出，水洗，超声波振荡1min，真空干燥，得到中间产物。取1kgFOTS和65kg异辛烷搅拌混合，得到超疏水涂层，再将中间产物浸渍于超疏水涂层中，静置12h，取出，顺次经丙酮、乙醇、水超声波清洗，均清洗10min，冷风吹干，80℃烘箱干燥30min，得到保温杯7。
实施例8
与实施例6的区别在于：先将保温杯本体浸渍于10mmol/LAgNO3 、1mmol/L席夫碱银配位聚合物和100mmol/LNANO3的混合溶液中，20℃下，以保温杯本体作为工作电极，Pt电极作为对电极，控制电流密度为5mAcm-2，以每0.1s开，0.3秒关的交替程序，沉积时间300圈，沉积完毕后，取出，水洗，超声波振荡1min，真空干燥，得到中间产物。取1kgFOTS和65kg异辛烷搅拌混合，得到超疏水涂层，再将中间产物浸渍于超疏水涂层中，静置12h，取出，顺次经丙酮、乙醇、水超声波清洗，均清洗10min，冷风吹干，80℃烘箱干燥30min，得到保温杯8。
实施例9
与实施例8的区别在于：混合溶液包括10mmol/LAgNO3 、1.5mmol/L席夫碱银配位聚合物和100mmol/LNANO3，制备保温杯9。
实施例10
与实施例8的区别在于：混合溶液包括10mmol/LAgNO3 、2mmol/L席夫碱银配位聚合物和100mmol/LNANO3，制备保温杯10。
实施例11
与实施例2的区别在于：对保温杯本体进行表面预处理，包括以下步骤：对保温杯内壁经400、600、800、1000、1200、1500目砂纸逐级打磨，依次在丙酮、乙醇和水中超声清洗，各超声清洗30min，得到打磨保温杯。取5kg质量分数为90％的浓硫酸和5kg质量分数为15％的浓盐酸搅拌混合，制备酸液。将打磨保温杯内灌装酸液，浸泡1h，倒出酸液，水洗，超声波清洗10min，吹干，得到经表面预处理的保温杯本体。并采用该保温杯本体制备保温杯11。
实施例12
与实施例8的区别在于：对保温杯本体进行表面预处理，包括以下步骤：对保温杯内壁经400、600、800、1000、1200、1500目砂纸逐级打磨，依次在丙酮、乙醇和水中超声清洗，各超声清洗30min，得到打磨保温杯。取5kg质量分数为90％的浓硫酸和5kg质量分数为15％的浓盐酸搅拌混合，制备酸液。将打磨保温杯内灌装酸液，浸泡1h，倒出酸液，水洗，超声波清洗10min，吹干，得到经表面预处理的保温杯本体。并采用该保温杯本体制备保温杯12。
实施例13
与实施例1的区别在于：真空热处理的温度为950℃，制备保温杯13。
实施例14
与实施例1的区别在于：真空热处理的温度为1100℃，制备保温杯14。
实施例15
与实施例1的区别在于：采用玻璃钎料进行钎焊处理，在480℃下钎焊密封60min，随炉冷却至300℃，保温60min，穗路冷却至120℃出炉，制备保温杯15。
对比例
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处在于，本对比例中未在保温杯本体上涂覆超疏水涂层，制备保温杯16。
对比例2
本对比例与实施例3的不同之处在于，本对比例中采用季戊四醇硬脂酸酯作为超疏水涂层涂覆至保温杯本体上，制备保温杯17。
性能检测试验
（1）疏水度测试：采用水接触角测量仪进行接触角的测量分析，测试用水滴体积为5μmL。
（2）耐腐蚀性能检测：将保温杯浸渍于pH值为1、3、5、11、13中的溶液中浸泡96h，再次对其水接触角进行测量，测试用水滴体积为5μmL；
（3）抗菌性能测试：按照《 GB/T 21510-2008 纳米无机材料抗菌性能检测方法》检测玻璃杯对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌性能。
表1性能检测
结合表1性能检测对比可以发现：
（1）结合实施例1和对比例1-2对比可以发现：本申请采用在保温杯内壁上涂覆超疏水涂层，由于保温杯内壁上的凹槽结构，能够增加超疏水涂层与保温杯内壁之间的结合效果，并且通过凹槽滞留空气以及超疏水涂层捕获空气，形成空气层-疏水层的双层耐腐蚀防线，改善了保温杯的耐腐蚀效果。
（2）结合实施例2-4和实施例1对比可以发现：实施例2-4中制得的保温杯的疏水性能、耐酸碱性能、抗菌性能均有所提升，这说明本申请采用优化了电解液的循环速度，适宜的循环速度能够在保温杯内壁上形成较为均匀的TiO2纳米管氧化层，氧化层为粗糙表面，即微/纳双尺度粗糙结构，进一步改善保温杯内壁的疏水效果，改善保温杯的耐腐蚀效果。根据表1可以看出，实施例3中制得的保温杯的疏水性能、耐酸碱性能、抗菌性能较佳，说明实施例3中的电解液循环速度较为合适。
（3）结合实施例5-8、实施例9-10和实施例1对比可以发现：实施例5-8中制得的保温杯的疏水性能、耐酸碱性能、抗菌性能均有所提升，这说明本申请采用在保温杯内壁上负载单质银以及一维线性结构以及二维网络结构的席夫碱银配位化合物，有效提高氧化层之间的结合牢固性以及适宜的致密度，还能进一步增强氧化层与超疏水涂层之间的结合牢固性，延长保温杯的使用寿命。根据表1可以看出，实施例9中制得的保温杯的疏水性能、耐酸碱性能、抗菌性能较佳，说明实施例9中的硝酸银与席夫碱银配位化合物的配比较为合适。
（4）结合实施例11-15和实施例1对比可以发现：本申请对保温杯内壁进行表面预处理，通过酸液刻蚀，在保温杯本体内壁形成微米级凸起和凹坑，能够进一步提高超疏水涂层与保温杯本体内壁之间的结合牢固性，并且能够在保温杯本体内壁捕获空气形成空气层，有效提高保温杯的耐腐蚀效果。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (4)

1.一种钛金属真空保温杯，其特征在于，包括保温杯本体以及涂覆于保温杯本体内壁上的超疏水涂层；
所述超疏水涂层的原料还包括硝酸银，所述硝酸银采用电沉积法电沉积为单质银后负载至保温杯本体上；
所述超疏水涂层中还包括席夫碱银配位聚合物，所述席夫碱银配位聚合物与硝酸银的质量比为10:1-2；
所述钛金属真空保温杯的制备方法包括以下步骤：
S1、杯体制备：将钛金属管材以及带材加工成内胆体、外壳，并在口部采用焊接连接，内胆体和外壳之间形成预抽真空层间隙；
S2、封盖制作：将钛金属带材经冲压、冲孔加工，制成与外壳底部相匹配的封底，封底中央具有真空密封通孔；
S3、保温杯本体制备：对封底进行真空热处理，在真空或氩气氛围下，去除钛金属表面污垢以及多孔氧化膜；焊接压合外壳和封底，得半成品，钎焊密封，得到保温杯本体；
S4、保温杯制备：先将保温杯本体浸渍于10mmol/LAgNO3、1-2mmol/L席夫碱银配位聚合物和100mmol/L NANO3的混合溶液中，20℃下，以保温杯本体作为工作电极，Pt电极作为对电极，控制电流密度为5mAcm-2，以每0.1s开，0.3s关的交替程序，沉积时间300圈，沉积完毕后，取出，水洗，超声波振荡1min，真空干燥，得到中间产物；取1kgFOTS和65kg异辛烷搅拌混合，得到超疏水涂层，再将中间产物浸渍于超疏水涂层中，静置12h，取出，顺次经丙酮、乙醇、水超声波清洗，均清洗10min，冷风吹干，80℃烘箱干燥30min，得到保温杯；
其中，所述保温杯本体经过如下步骤的表面预处理：
对保温杯内壁经400、600、800、1000、1200、1500目砂纸逐级打磨，依次在丙酮、乙醇和水中超声清洗，各超声清洗30min，得到打磨保温杯，取5kg质量分数为90％的浓硫酸和5kg质量分数为15％的浓盐酸搅拌混合，制备酸液，将打磨保温杯内灌装酸液，浸泡1h，倒出酸液，水洗，超声波清洗10min，吹干，得到经表面预处理的保温杯本体；
所述保温杯本体为经阳极氧化处理的保温杯本体；将保温杯本体作为阳极，取碳纤维束作为阴极，将保温杯本体内填充电解液后，通电，氧化处理，得到经氧化处理的保温杯本体，其中，所述碳纤维束与保温杯本体中轴线同轴设置，所述碳纤维束上穿设有若干聚四氟乙烯小球，所述电解液为动态循环设置，所述电解液的循环速度为70-80mL/min。
2.权利要求1所述的一种钛金属真空保温杯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、杯体制备：将钛金属管材以及带材加工成内胆体、外壳，并在口部采用焊接连接，内胆体和外壳之间形成预抽真空层间隙；
S2、封盖制作：将钛金属带材经冲压、冲孔加工，制成与外壳底部相匹配的封底，封底中央具有真空密封通孔；
S3、保温杯本体制备：对封底进行真空热处理，在真空或氩气氛围下，去除钛金属表面污垢以及多孔氧化膜；焊接压合外壳和封底，得半成品，钎焊密封，得到保温杯本体；
S4、保温杯制备：先将保温杯本体浸渍于10mmol/LAgNO3、1-2mmol/L席夫碱银配位聚合物和100mmol/L NANO3的混合溶液中，20℃下，以保温杯本体作为工作电极，Pt电极作为对电极，控制电流密度为5mAcm-2，以每0.1s开，0.3s关的交替程序，沉积时间300圈，沉积完毕后，取出，水洗，超声波振荡1min，真空干燥，得到中间产物；取1kgFOTS和65kg异辛烷搅拌混合，得到超疏水涂层，再将中间产物浸渍于超疏水涂层中，静置12h，取出，顺次经丙酮、乙醇、水超声波清洗，均清洗10min，冷风吹干，80℃烘箱干燥30min，得到保温杯；
其中，所述保温杯本体经过如下步骤的表面预处理：
对保温杯内壁经400、600、800、1000、1200、1500目砂纸逐级打磨，依次在丙酮、乙醇和水中超声清洗，各超声清洗30min，得到打磨保温杯，取5kg质量分数为90％的浓硫酸和5kg质量分数为15％的浓盐酸搅拌混合，制备酸液，将打磨保温杯内灌装酸液，浸泡1h，倒出酸液，水洗，超声波清洗10min，吹干，得到经表面预处理的保温杯本体；
所述保温杯本体为经阳极氧化处理的保温杯本体；将保温杯本体作为阳极，取碳纤维束作为阴极，将保温杯本体内填充电解液后，通电，氧化处理，得到经氧化处理的保温杯本体，其中，所述碳纤维束与保温杯本体中轴线同轴设置，所述碳纤维束上穿设有若干聚四氟乙烯小球，所述电解液为动态循环设置，所述电解液的循环速度为70-80mL/min。
3.根据权利要求2所述的一种钛金属真空保温杯的制备方法，其特征在于：所述步骤S3真空热处理中的温度为850-1100℃，真空值<1.33×10-2Pa。
4.根据权利要求2所述的一种钛金属真空保温杯的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中钎焊密封所使用的材料选自银基钎料或玻璃钎料中的任意一种。
CN202211074378.7A 2022-09-03 2022-09-03 一种钛金属真空保温杯及其制备方法 Active CN115413918B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211074378.7A CN115413918B (zh) 2022-09-03 2022-09-03 一种钛金属真空保温杯及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211074378.7A CN115413918B (zh) 2022-09-03 2022-09-03 一种钛金属真空保温杯及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115413918A CN115413918A (zh) 2022-12-02
CN115413918B true CN115413918B (zh) 2024-04-19

Family

ID=84202333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211074378.7A Active CN115413918B (zh) 2022-09-03 2022-09-03 一种钛金属真空保温杯及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115413918B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117534294A (zh) * 2024-01-08 2024-02-09 德州晶华药用玻璃有限公司 一种硼硅玻璃药剂瓶的制备工艺

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101381957A (zh) * 2008-09-11 2009-03-11 东华大学 一种抗变色银盐抗菌织物的整理方法
CN101543226A (zh) * 2008-03-28 2009-09-30 深圳一统朗博科技有限公司 一种纳米银抗菌涂料抗菌剂原液、制备方法及其用途
CN102585217A (zh) * 2012-01-09 2012-07-18 南昌航空大学 一种导电材料
CN104262366A (zh) * 2014-09-23 2015-01-07 绥化学院 氨基酸席夫碱配体银配合物及其制备方法与抗菌应用
CN205322002U (zh) * 2015-11-23 2016-06-22 浙江大学自贡创新中心 用于保温杯的内部防臭涂层结构及保温杯
CN108497867A (zh) * 2018-03-29 2018-09-07 上海龙缘文化发展有限公司 一种保温杯内胆的制备方法
CN109171389A (zh) * 2018-10-30 2019-01-11 江苏希诺实业有限公司 一种钛金属真空保温杯及其制作方法
KR102284804B1 (ko) * 2020-03-19 2021-08-02 (주)오름 이온생성부를 구비한 휴대용 컵
CN114959833A (zh) * 2022-06-08 2022-08-30 希诺股份有限公司 一种钛及钛合金表面阳极氧化抗菌处理的方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101543226A (zh) * 2008-03-28 2009-09-30 深圳一统朗博科技有限公司 一种纳米银抗菌涂料抗菌剂原液、制备方法及其用途
CN101381957A (zh) * 2008-09-11 2009-03-11 东华大学 一种抗变色银盐抗菌织物的整理方法
CN102585217A (zh) * 2012-01-09 2012-07-18 南昌航空大学 一种导电材料
CN104262366A (zh) * 2014-09-23 2015-01-07 绥化学院 氨基酸席夫碱配体银配合物及其制备方法与抗菌应用
CN205322002U (zh) * 2015-11-23 2016-06-22 浙江大学自贡创新中心 用于保温杯的内部防臭涂层结构及保温杯
CN108497867A (zh) * 2018-03-29 2018-09-07 上海龙缘文化发展有限公司 一种保温杯内胆的制备方法
CN109171389A (zh) * 2018-10-30 2019-01-11 江苏希诺实业有限公司 一种钛金属真空保温杯及其制作方法
KR102284804B1 (ko) * 2020-03-19 2021-08-02 (주)오름 이온생성부를 구비한 휴대용 컵
CN114959833A (zh) * 2022-06-08 2022-08-30 希诺股份有限公司 一种钛及钛合金表面阳极氧化抗菌处理的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115413918A (zh) 2022-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115413918B (zh) 一种钛金属真空保温杯及其制备方法
US20180252484A1 (en) Heat exchanger including fins with surface having bactericidal activity, metallic member with surface having bactericidal activity, method for inhibiting mold growth and sterilization method both using surface of fins of heat exchanger or surface of metallic member, and electrical water boiler, beverage supplier, and lunch box lid all including metallic member
US4856174A (en) Method of making a stainless steel vacuum bottle with a silver mirrored surface
ES2728961T3 (es) Chapa de acero para uso en contenedores con comportamiento de película orgánica y método de producción de la misma
CN112626518A (zh) 一种基于激光孔阵原位生长TiO2纳米线的多功能仿生钛基表面及其制备方法
CA2238779A1 (en) Insulating double-layered container
US11460254B2 (en) Heat pipe and method for manufacturing heat pipe
WO2014156616A1 (ja) 複合体の製造方法及び組成物
US20160333480A1 (en) Metallic alloy coating system and method
US6369364B1 (en) Electric thermo pot
US20160227781A1 (en) Antibacterial treatment agent, antibacterial treatment method, and water supply-and-drainage member
NO144365B (no) Selektiv absorpsjonsoverflate, for soloppsamler, samt fremgangsmaate ved fremstilling av denne
KR101843859B1 (ko) 전기전도도 및 내구성이 우수한 클래드형 랙 핀의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 클래드형 랙 핀
TW200826344A (en) Coil spring for fuel cells
WO2015186827A1 (ja) 容器用鋼板
JP3471470B2 (ja) Ｃｕ含有ステンレス鋼の抗菌性改善方法
US20110072976A1 (en) Method of reducing the quantity of lead released by bronze and/or brass water-system components into liquids that are intended for human consumption
JP3414210B2 (ja) 金属製真空二重容器の製造方法
JP3202675B2 (ja) 金属製真空二重容器とその製造方法
CN112661416B (zh) 一种具有抗菌并耐冷热冲击的玻璃杯制造方法
US199442A (en) Improvement in thermometers
CN212920729U (zh) 一种耐腐蚀陶瓷板
CN112176337B (zh) 一种激光熔覆生物金属陶瓷锅及其制备方法
JP2928199B2 (ja) 金属製真空二重壁容器およびその製造方法
CN216707185U (zh) 一种钎焊立方氮化硼工具

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant