[发明专利]一种静电喷涂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种静电喷涂的方法。

背景技术

含氟涂料，一般称作“不粘涂层”或“易洁镬物料”；是一种使用了氟取代聚乙烯中氢原子的人工合成高分子材料。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，含氟涂料具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以可作润滑作用之余，亦成为了易洁镬和水管内层的理想涂料。

含氟涂料通常包括聚四氟乙烯（PTFE）、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物（PFA）和氟化乙烯丙烯共聚物（FEP）。这些涂料的涂覆过程包括将上述含氟涂料的乳液或粉末涂覆于工件表面、低温烘干及高温烧结固化。烧结固化的过程是在超过含氟涂料本身的熔点的温度下保持一段时间，使工件表面的涂料颗粒发生熔融，形成一个连续、完整的涂层，并与工件表面紧密结合。

目前，金属及其合金仍然是很重要的结构材料，其应用遍及国民经济的各个领域。金属腐蚀现象是普遍的，并给国民经济带来巨大损失。金属防腐蚀方法很多，其中有机涂层防腐蚀是最普遍和最重要的手段之一，该方法施工简单，适应性广。随着社会经济的发展，人们生活水平的提高和对环境保护意识的增强，对涂层和涂敷方法提出了更高的要求。有机氟聚合物具有优异的耐化学药品性能、耐热性能、耐候性能、不粘性能和润滑性能等，越来越受到人们重视，被广泛应用于重防腐、高档装饰、防粘和润滑处理等方面。在所有有机氟聚合物中，聚四氟乙烯(PTFE)的防腐蚀性能最好、应用最广，因而被称为“塑料王”。而PTFE的衍生物PFA、FEP由于也同样具有防腐蚀性能，也被广泛的应用。

激光材料加工是一种非接触、无污染、高能流、低噪声、可实现多种加工目的的绿色加工技术。其实质是激光与材料（包括金属和非金属）相互作用的过程，即通过激光光子与材料的相互作用，引起材料一系列的物理和化学变化，从而实现材料的制备、改性和成型等加工目的。

现有的防腐蚀的方式通常是通过制作PTFE衬里和表面喷涂-烧结的方法对金属表面进行防腐蚀处理。然而上述的处理方式也存在缺陷，对于PTFE衬里来说，PTFE自身不粘的特性决定了其加工难度，即使用钠-萘对于金属表面进行表面处理所制备的紧衬，在高真空度工况下也依然存在局部脱落、起泡等问题。而对于通过“翻边”工艺制备的松衬，在翻边处常会断裂。并且衬里本身造价高昂，且破损后无法修复，废料也无法回收利用。

以普通喷涂的方式虽然可以保证与基材的粘结力，但无法制备较厚的涂层，通常厚度在200μm左右。而对于工况复杂，特别是容易存在机械磨损、撞击的工件来说，通常应保证涂层厚度在500-1000μm左右，且具有耐机械磨损、耐腐蚀性能良好及具有较好粘结力等技术参数。

另一方面，静电喷涂的方式虽然是能够制备较厚的塑料类涂层的一般方法，但由于含氟涂料本身具有极佳的绝缘性能，在第一次烧结成为完整的涂层膜后，即无法在该涂层膜上继续进行静电喷涂。

综上，现有的使用含氟涂料对金属进行耐腐蚀处理的方法中存在诸多问题：

（1）衬里的方式粘结性能不足，无法修复；

（2）常规喷涂方式无法满足涂层厚度需要；

（3）现有的静电喷涂方式不能用于多次喷涂已达到制备较厚含氟涂料涂层的目的。

因此，需要找到一种既具有牢固的与基材结合能力，又易于操作的方法，以满足实际生产的需求。

发明内容

在高温下，常用的含氟涂料具有一定的导电性，尤其是在在高于250℃时，大多数含氟涂料以的熔融态的形式存在，而熔融态的含氟涂料具有较高的粘性，此时，再进一步使用静电喷涂方法，利用正负电荷相互吸附的作用，使基材及吸附其上的高温涂层与喷涂枪喷出的涂料带相反的电荷，即可对高温工件及其表面的熔融态涂层进行继续喷涂，从而制备较厚的涂层。

使用激光作为热源时，仅在局部进行加热，并且升温速度快、温度可控，使用激光作为热源施工时，即可在激光烧结局部的高温状态下立即进行下一次喷涂，以达到增加涂层厚度的目标。此外，使用激光热源，一方面降低了因需要在高温下操作而穿着防护服、以及热工件对环境要求等施工难度；另一方面由于激光仅对于表面进行加热，也减少了长时间高温加热以及骤冷对工件产生的伤害。进一步的，由于激光为精细热源，便于通过自动化设备控制，可以将自动喷涂设备与激光烧结设备制备成一种连续的喷涂-烧结设备。

由此，发明人发明了使用激光作为加热源在静电粉末喷涂中对工件表面涂覆的含氟涂料进行烧结的方法。

本发明首先涉及一种静电喷涂的方法，其特征在于，包括如下步骤，