[发明专利]一种多孔铝涂覆聚四氟乙烯膜的制备方法

说明书

本发明公开一种多孔铝涂覆聚四氟乙烯（PTFE）膜的制备方法，属于多孔金属表面处理技术领域。本发明采用涂膜技术，在多孔铝表面涂覆一层微米级厚度的PTFE膜，主要包括以下步骤：（1）PTFE涂膜液制备；（2）多孔铝表面预处理；（3）多孔铝表面涂膜；（4）固化处理。本发明多孔铝表面涂覆的PTFE膜，可改善多孔铝的自洁性、疏水性和耐蚀性及力学性能，工艺简单、可实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种多孔铝表面涂覆聚四氟乙烯（PTFE）膜的制备方法，属于多孔金属表面改性领域。

背景技术

通孔结构的多孔铝具有轻质、过滤、吸声等特性，广泛用于高比强结构材料、过滤、噪音控制等领域。

通孔多孔铝应用于气-固、液-固过滤分离时，由于铝及铝合金为两性金属，性质活泼，在酸性或碱性环境中易被腐蚀而降低其使用寿命。另外，通孔多孔铝表面自清洁性差，在过滤环境中易因粉尘、油渍、水分等的粘粘而造成孔径堵塞，粘附粉尘后的多孔铝表面难以清洗，对多孔铝的过滤效果和使用寿命造成不利影响。

通孔多孔铝具有良好的吸声性能，多孔铝的吸声应用，多为露天、潮湿环境，也存在腐蚀、灰尘堵塞孔结构而失效等问题，需要对其进行表面改性以适应复杂、恶劣环境的吸声应用需求。

聚四氟乙烯（PTFE）是以碳原子为骨架、氟原子均匀对称的分布在碳原子周围的有机材料，对强酸、强碱、强氧化剂及盐都有极强的抗腐蚀性，且不溶于有机溶剂，被称为“塑料王”。此外，PTFE与水的接触角为157°，具有超疏水、与其他材料不粘结的特性。

为克服以上多孔铝存在的不足、充分利用聚四氟乙烯的优良特性，本发明提供一种多孔铝表面涂覆PTFE膜的方法。通过PTFE涂膜液制备、多孔铝表面预处理、表面涂膜及固化处理，在多孔铝表面涂覆一层微米级厚度的PTFE膜，可提高多孔铝的耐蚀性、疏水自洁性和力学性能，为多孔铝的过滤及吸声功能应用提供保障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通孔多孔铝表面涂覆PTFE膜的制备方法，采用Al₂O₃溶胶、KH-570、PTFE乳液及通孔多孔铝为原料，通过Al₂O₃溶胶和KH-570在酸性条件下的水解缩合、以及与PTFE乳液的杂化制备改性PTFE涂膜液，通孔多孔铝在氢氧化钠中腐蚀粗化后，使用改性PTFE涂膜液进行浸渍涂膜，再在370℃-390℃固化，在多孔铝表面形成PTFE多孔膜。其具体步骤如下：

（1）将Al₂O₃溶胶和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）按体积比为(20-25):1的比例混合，加入去离子水稀释混合液至其pH值为4-5，Al₂O₃溶胶和硅烷偶联剂反应10-30 min后，得到改性的Al₂O₃溶胶。

（2）将聚四氟乙烯（PTFE）乳液和改性Al₂O₃溶胶按体积比为1:(3.5-4)的比例混合，磁力搅拌2-3h使聚四氟乙烯乳液和Al₂O₃溶胶均匀混合，得到聚四氟乙烯乳液和Al₂O₃溶胶的均匀混合液，然后在25℃-30℃下静置20-24 h，得到改性的聚四氟乙烯涂膜液。

（3）将多孔铝或铝合金依次进行洗涤、腐蚀粗化、洗涤、干燥后备用。

（4）将多孔铝或铝合金浸渍于聚四氟乙烯涂膜液中，浸渍20-50 min后，抽走聚四氟乙烯涂膜液，在多孔铝或铝合金上涂覆上一层厚15-99μm的聚四氟乙烯膜，得到多孔铝/聚四氟乙烯膜的复合体。