[其他]聚合物—金屬粘接混合材料及粘接方法

無效

• 申請號: 87105414
• 申請日: 1987-06-30
• 公開（公告）號: CN87105414A
• 公開（公告）日: 1988-03-02
• 發明（設計）人: 羅伯特·羅伯茨;史蒂文·E·勞;凱文·P·波喬皮恩;查爾斯·W·保羅;羅伊斯·A·巴特勒;哈里斯·L·莫里斯;阿倫·F·麥金利;小雷蒙德·J·韋約
• 申請（專利權）人: 埃德朗產品公司
• 主分類號: C09D3/78
• 分類號: C09D3/78;B05D1/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 楊松堅

本發明一般涉及將聚合物與金屬相粘接的技術領域，并特別涉及到將氟化聚合物與金屬、包括黑色金屬相粘接。

在化學工業以及許多其它工業中，各種混合材料被用于制造設備和裝置。并在許多場合使用金屬來加強設備的結構強度。然而，這些設備常與要被處理的強腐蝕性介質接觸，并且在溫度升高和、或壓力增大的情況下，強腐蝕性介質的腐蝕性加劇。因而，在許多工藝過程中有一種要求，在溫度與壓力變化的情況下，特別在溫度升高壓力增大的情況下，保護制造這種設備所用的金屬不受腐蝕。

一般采用防腐的方法保護設備金屬不受腐蝕，即在與腐蝕性介質相接觸的設備金屬表面附上其它材料。通常選用那些與腐蝕設備金屬的腐蝕性物質有很小或最好沒有化學反應的物質作為防腐層或防腐材料。

一種防止設備金屬表面腐蝕的方法是使用含有聚合物的防腐材料在金屬表面形成防護層。這種方法在溫度不太高，低于所用聚合物熱分解溫度，腐蝕性介質的腐蝕性較弱的情況下，已取得一些成功。此種方法也可用于抗粘要求高的場合，如烘干機及輸送裝置滾筒等的保護層。

在努力克服大多數聚合物所具有的局限性中，考慮到耐腐蝕的要求和提高溫度范圍的限制，采用氟化聚合物作為基底結構材料表面的復蓋層即涂層。眾所周知，相對于其它聚合物，氟化聚合物具有更好的抗腐蝕性，它的熱分解溫度也比較高，其韌性與其它聚合物一樣比玻璃大得多，并且在被熔解前它不與一般化學物質反應，因此，氟化聚合物在工業上已經被用作化學防護層。

另一方面，較之其它聚合物，氟化聚合物的特點是它有非常長的鏈，分子量高，熔解粘度高，從熔解到熱分解之間的溫度范圍窄;它的導熱性差，難于供給熱量使其熔化，因而，形成不連續的涂層;這些因素加在一起，在許多情況下，使氟化聚合物形成防護層時產生處理上的困難，或者就不能實現。因此，盡管氟化聚合物最初被考慮作為化學防護層，由于處理和應用上的困難，許多情況下實際上并不使用它。

本發明涉及改進含有氟化聚合物的涂層的措施。

下述出版物公開了含有氟碳聚合物的涂層：美國專利US4064963和US4605695，英國專利UK2051091，和歐洲專利局專利EPO10152。

眾所周知，涂層的化學滲透性與其厚度成反比，包括上述出版物中所述及的涂層。因為氟化聚合物特有的高粘度，使其熔解流動性低，加之熔融速度慢，要形成比較厚的涂層相當困難。為使氟化聚合物樹脂的微粒相互粘接或與金屬面粘接，必須使微粒溫度達到高于其熔點溫度而又低于其熱分解點溫度的窄小范圍內，如果控制不好，空氣就會裹入到微粒之間，使涂層中出現氣泡。較大和較復雜的金屬表面進行涂層就更難控制。因為很難做到把表面上每一處的氟化聚合物都控制在高于其熔點低于其熱分解點的窄小溫度范圍內。另外，鄰近涂層表面的空氣溫度也須達到此窄小溫度范圍。最后一點，盡管氟化聚合物導熱性差，要求涂層橫斷面厚度上的所有氟化聚合物微粒也都必須達到此窄小溫度范圍。

已經有過許多嘗試：用幾層薄氟化聚合物涂層作為防護層，即將一層涂在另一層之上，層與層之間安排一定時間的加熱。在公知的工業應用中，使粉末狀的氟化樹脂微粒懸浮在通常是水的液體中，然后以薄層形式擴散到金屬表面上，接著進行加熱。重復上述過程多次，每次可涂上厚度為0.001-0.010英吋的涂層。使用這種方法已碰到困難，即有少量懸浮液的攜帶液體會遺留在粉末狀樹脂微粒之間的小凹坑內，當加熱時，它們蒸發并膨脹，使涂層脫粘。這種現象作為表面氣泡顯示出來。即使每次擴散形成的薄層都被認真地干燥，仍然不能獲得層與層之間理想的粘接，其原因不詳。

還存在著一個更大的問題是，如何使懸浮液中的氟化聚合物擴散并保持均勻地懸浮。為解決上述問題，使用了各種各樣的添加劑，如表面活性劑，去泡沫劑和其它“濕潤助劑”及“工藝助劑”等等。現在人們認識到，即使在層間無氣泡產生的情況下，這些添加劑也防礙氟化聚合物薄涂層之間有效的粘接。

近來已作過一些嘗試，把干燥的氟化聚合物樹脂粉末通過靜電沉積、絮凝和流化床技術涂到金屬表面上去。雖然已獲得了0.012英吋以上厚度的涂層，但無論涂單一厚層，還是涂多層薄層分步加熱，在加熱過程中有氣泡及空隙產生，為獲得0.040英吋厚度的涂層的嘗試是失敗的。其原因不明。