以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材的制作方法
【專利摘要】一種以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，包含層狀堆迭的一個金屬本體、一個熔射層與一個氟素樹脂層。該金屬本體具有一個第一粗糙面，該熔射層是由陶瓷微粒、金屬微?；虼山鹞⒘＝?jīng)熱熔噴涂固定于該金屬本體的第一粗糙面所構(gòu)成，并具有一個朝外的第二粗糙面，該氟素樹脂層是涂布固定于該熔射層的第二粗糙面。通過在金屬本體的第一粗糙面高溫噴涂固結(jié)該熔射層，并于熔射層的第二粗糙面被覆固定該氟素樹脂層，利用第二粗糙面的凹凸結(jié)構(gòu)與孔隙能夠使氟素樹脂層被穩(wěn)定錨固的設(shè)計，大幅提高制成的氟素樹脂復(fù)合材的結(jié)構(gòu)強度。
【專利說明】以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氟素樹脂復(fù)合材，特別是涉及一種以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材。
【背景技術(shù)】
[0002]表面具有高潔凈度且耐腐蝕性的載具已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造過程中，可確保所承載輸送的物品不會受到污染，同時可避免載具被承載物夾帶的強酸或強堿溶液腐蝕受損。為達到上述目的，通常會在載具的金屬基材表面被覆上一層氟素樹脂，例如鐵氟龍，利用氟素樹脂具有極佳的耐酸堿性與疏水性，提高載具的潔凈度同時避免強酸或強堿溶液的腐蝕。但是因為氟素樹脂與金屬基材的結(jié)合強度較弱，氟素樹脂容易因為金屬基材變形而產(chǎn)生裂損與剝離現(xiàn)象，而使載具無法再使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)強度高且不易產(chǎn)生剝離的氟素樹脂復(fù)合材。
[0004]本發(fā)明以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，包含層狀堆迭的一個金屬本體、一個熔射層與一個氟素樹脂層。該金屬本體具有一個第一粗糙面，該熔射層是由陶瓷微粒、金屬微?；蛱沾膳c金屬混合構(gòu)成的瓷金微粒經(jīng)熱熔噴涂固定于該金屬本體的第一粗糙面所構(gòu)成，并具有一個朝外的第二粗糙面，該氟素樹脂層是涂布固定于該熔射層的第二粗糙面。
[0005]本發(fā)明所述以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，該熔射層的第二粗糙面的粗糙度大于 ra:2.0。
[0006]本發(fā)明所述以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，該熔射層厚度范圍介于50-1000 μ mD
[0007]本發(fā)明所述以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，該熔射層的陶瓷微粒是選自于Cr2O3> Y2O3> Zr2O3> Ti02、A1203、MgO 及 W、Cr、T1、V 和 Si 的碳化物或其一個組合。
[0008]本發(fā)明所述以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，該熔射層的金屬微粒是選自于N1、Cr、Al、不銹鋼或其一個組合構(gòu)成的合金。
[0009]本發(fā)明所述以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，該熔射層的瓷金微粒是選自于WC-Co, WC-N1、WC-Co-Cr、Cr3C2_NiCr 或其一個組合。
[0010]本發(fā)明所述以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，該氟素樹脂層是選自于聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯與全氟丙基乙烯基醚共聚物(PFA)、第二代聚四氟乙烯(TFM)、聚三氟氯乙烯(PCTFF)、四氟乙烯與六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯與乙烯共聚物(ETFE)、三氟氯乙烯與乙烯共聚物(ECTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或其一個組合。
[0011]本發(fā)明所述以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，該氟素樹脂層厚度范圍介于100-1000 μ m。
[0012]本發(fā)明所述以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，該金屬本體的第一粗糙面的粗糙度大于 ra:2.0。[0013]本發(fā)明的有益效果在于:通過在金屬本體的第一粗糙面高溫噴涂固結(jié)該熔射層，并于熔射層的第二粗糙面被覆固定該氟素樹脂層，利用第二粗糙面的凹凸結(jié)構(gòu)與孔隙能夠使氟素樹脂層被穩(wěn)定錨固的設(shè)計，大幅提高制成的氟素樹脂復(fù)合材的結(jié)構(gòu)強度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明一個較佳實施例的以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材的側(cè)視剖面圖；
[0015]圖2是本發(fā)明采用的對照組的側(cè)視剖面圖；
[0016]圖3是該較佳實施例進行彎曲測試時的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作詳細說明。首先需要說明的是，本發(fā)明并不限于下述【具體實施方式】，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該從下述實施方式所體現(xiàn)的精神來理解本發(fā)明，各技術(shù)術(shù)語可以基于本發(fā)明的精神實質(zhì)來作最寬泛的理解。圖中相同或相似的構(gòu)件采用相同的附圖標(biāo)記表示。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明一個較佳實施例的以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材3，包含一個金屬本體31、一個熔射被覆固定于該金屬本體31的熔射層32，及一個熱熔固結(jié)于該熔射層32的氟素樹脂層33。
[0019]該金屬本體31具有一個外露的第一粗糙面310，該熔射層32是由許多陶瓷微粒、金屬微?；蛱沾膳c金屬構(gòu)成的瓷金微粒經(jīng)高溫熔射固結(jié)于該金屬本體31的第一粗糙面310所構(gòu)成，且該熔射層32具有一個外露的粗糙狀的第二粗糙面320。通過該金屬本體31的凹凸不平狀的第一粗糙面310設(shè)計，可使熔射層32穩(wěn)固定地熔射固結(jié)于該第一粗糙面310。在本實施例中，該金屬本體31為鋼材材質(zhì)，但是實施時，也可以是其它金屬或合金材質(zhì)。
[0020]該氟素樹脂層33是由氟素樹脂粉粒以靜電方式吸附于該熔射層32的第二粗糙面320后，再經(jīng)加熱而熱融互粘并粘著固結(jié)于該熔射層32所構(gòu)成。由于該熔射層32是由許多陶瓷微粒、金屬微?；虼山鹞⒘Ｖ苯訜崛趪娡慷训鼧?gòu)成，所以第二粗糙面320會具有許多孔隙，以致熱融后的氟素樹脂會滲入熔射層32凹凸不平處與孔隙中，所以當(dāng)氟素樹脂凝固定型后，便會被該熔射層32的第二粗糙面320的凹凸結(jié)構(gòu)錨固。
[0021]為提高該熔射層32固結(jié)于該金屬本體31的第一粗糙面310的強度，以及使氟素樹脂層33可被穩(wěn)固錨固于該熔射層32的第二粗糙面320，該第一粗糙面310與第二粗糙面320的粗糙度都需大于ra:2.0。在本實施例的以下各實驗例與對照例中，該第一粗糙面310與第二粗糙面320的粗糙度都介于ra:3.0-4.0間，但是實施時不以此為限。
[0022]該熔射層32厚度可依據(jù)第一粗糙面310的粗糙度變化進行調(diào)整，其較佳厚度范圍是介于50-1000 μ m。其中，用于構(gòu)成該熔射層32的陶瓷微粒是選自于Cr203、Y203、Zr203、Ti02、A1203、MgO,或W、Cr、T1、V和Si的碳化物，或上述物質(zhì)的一個組合，而用于構(gòu)成該熔射層32的金屬微粒是選自于N1、Cr、Al、不銹鋼或上述金屬的一個組合構(gòu)成的合金。該瓷金微粒是選自于WC-Cq、WC-N1、WC-Co-Cr、Cr3C2-NiCr或其一個組合。
[0023]該氟素樹脂層33是選自于聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯與全氟丙基乙烯基醚共聚物(PFA)、第二代聚四氟乙烯(TFM)、聚三氟氯乙烯(PCTFF)、四氟乙烯與六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯與乙烯共聚物（ETFE)、三氟氯乙烯與乙烯共聚物（ECTFE)、聚偏二氟乙烯 (PVDF)或這些物質(zhì)的一個組合，其較佳厚度范圍是介于100-1000 μ m。
[0024]如圖1、2所示，以下就以八個實驗例的氟素樹脂復(fù)合材3與兩個對照例的氟素樹 脂復(fù)合材3’來分別進行結(jié)構(gòu)強度測試：
[0025]實驗例一
[0026]金屬本體31 :碳鋼板，尺寸為200mmX50mmX2mm,第一粗糙面310粗糙度為
ra:3. 79。
[0027]熔射層32 :Α1203(氧化鋁），被覆厚度為150 μ m，第二粗糙面320粗糙度為 ra:3. 52。
[0028]氟素樹脂層33 =PTFE,被覆厚度為150 μ m。
[0029]實驗例二
[0030]金屬本體31 :碳鋼板，尺寸為200mmX50mmX2mm,第一粗糙面310粗糙度為
ra:3. 81。
[0031]熔射層32 :WC(碳化鎢），被覆厚度為150 μ m第二粗糙面320粗糙度為ra:3. 56。
[0032]氟素樹脂層33 =PTFE,被覆厚度為150 μ m。
[0033]實驗例三
[0034]金屬本體31 :碳鋼板，尺寸為200mmX50mmX2mm,第一粗糙面310粗糙度為
ra:3. 46。
[0035]熔射層32 :WC(碳化鎢），被覆厚度為150 μ m，第二粗糙面320粗糙度為ra: 3. 14。
[0036]氟素樹脂層33 =PTFE,被覆厚度為300 μ m。
[0037]實驗例四
[0038]金屬本體31 :碳鋼板，尺寸為200mmX50mmX2mm,第一粗糙面310粗糙度約為
ra:3. 47。
[0039]熔射層32 =WC (碳化鎢），被覆厚度為500 μ m,第二粗糙面320粗糙度約為3. 31。
[0040]氟素樹脂層33 =PTFE,被覆厚度為300 μ m。
[0041]實驗例五
[0042]金屬本體31 :碳鋼板，尺寸為200mmX50mmX2mm,第一粗糙面310粗糙度為
ra:3. 51 ο
[0043]熔射層32 :WC(碳化鎢），被覆厚度為800 μ m，第二粗糙面320粗糙度為ra :3. 36。
[0044]氟素樹脂層33 =PTFE,被覆厚度為300 μ m。
[0045]實驗例六
[0046]金屬本體31 :碳鋼板，尺寸為200mmX50mmX2mm,第一粗糙面310粗糙度為
ra:3. 82。
[0047]熔射層32 :WC(碳化鎢），被覆厚度為1000 μ m，第二粗糙面320粗糙度為ra :3. 59。
[0048]氟素樹脂層33 =PTFE,被覆厚度為300 μ m。
[0049]實驗例七
[0050]金屬本體31 :碳鋼板，尺寸為200mmX50mmX2mm,第一粗糙面310粗糙度為
ra:3. 38。
[0051]熔射層32 :WC(碳化鎢），被覆厚度為500 μ m，第二粗糙面320粗糙度為ra :3. 17。[0052]氟素樹脂層33:PTFE，被覆厚度為600μm。
[0053]實驗例八
[0054]金屬本體31:碳鋼板，尺寸為200mmX50mmX2mm,第一粗糙面310粗糙度為為200mmX50mmX2mm，第一粗糙面310’粗糙度為ra:3.46。
[0055]熔射層32:WC(碳化鎢)，被覆厚度為500 μ m，第二粗糙面320粗糙度為ra: 3.29。
[0056]氟素樹脂層33:PTFE，被覆厚度為1000μ m
[0057]對照例一
[0058]金屬本體31’:碳鋼板，尺寸為200mmX50mmX2mm，第一粗糙面310’粗糙度為ra:3.74。
[0059]氟素樹脂層33:PTFE，被覆厚度為150 μ m。
[0060]對照例二[0061]ra:3.69。[0062]金屬本體31’:PTFE，被覆厚度為300 μ m。
[0063]上述各實驗例與對照例的試片的制造流程如下說明:
[0064]步驟(一)粗化第一粗糙面310、310’。以氧化鋁砂對金屬本體31表面進行粗化作業(yè)，以構(gòu)成第一粗糙面310、310’，在上述三個實驗例與對照例中，第一粗糙面310、310’的粗糙度都介于ra3.0-4.0。
[0065]步驟(二)熔射噴涂。在實驗例一，是以等離子體(plasma)熔射方式將氧化鋁(Al2O3)熔射噴涂于該金屬本體31的第一粗糙面310，構(gòu)成厚度為150 μ m的熔射層32。在實驗例二至八，是以高速火焰熔射(High Velocity Oxy-Fuel，HVOF)將碳化鎢(WC)熔射噴涂于金屬本體31的第一粗糙面310，分別構(gòu)成厚度為150μπι、300μπι的熔射層32。
[0066]步驟(三)被覆氟素樹脂層33。以靜電吸附方式，使氟素樹脂粉體吸附于上述熔射層32表面，再高溫加熱氟素樹脂粉體，使氟素樹脂粉體熱融而相互粘結(jié)，并沾粘滲入熔射層32縫隙中，再使熱融狀氟素樹脂降溫凝固，而固結(jié)于該熔射層32的第二粗糙面320。
[0067]上述兩組對照例的試片的制法，是在上述步驟(一)完成后，就以步驟(三)被覆氟素樹脂的方式，于金屬本體31’的第一粗糙面310’被覆固定該氟素樹脂層33’。
[0068]如圖3所示，完成上述實驗例與對照例的氟素樹脂復(fù)合材3、3’的制作后，接續(xù)進行結(jié)構(gòu)穩(wěn)定度測試。其測試方式是對上述各種氟素樹脂復(fù)合材3、3’進行彎曲試驗，將氟素樹脂復(fù)合材3、3’的金屬本體31、31’翻轉(zhuǎn)朝上后，利用液壓裝置900往下迫抵每一個氟素樹脂復(fù)合材3、3’的金屬本體31、31’，驅(qū)使整個氟素樹脂復(fù)合材3、31’以被擠壓處的法線為準(zhǔn)往上對折彎曲30°，然后觀察氟素樹脂復(fù)合材3、3’的氟素樹脂層33、33’是否現(xiàn)裂縫，并觀察金屬本體31、31’、熔射層32與氟素樹脂層33、33’間的結(jié)合性。
[0069]結(jié)構(gòu)穩(wěn)定度測試結(jié)果如表I所示，對照例的氟素樹脂層33’都明顯出現(xiàn)剝離金屬本體31’的情況，反觀實驗例，金屬本體31、熔射層32與氟素樹脂層33間的結(jié)合性依然相當(dāng)良好，熔射層32與氟素樹脂層33都未出現(xiàn)剝離現(xiàn)象。但是本實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將熔射層32厚度提升至1000 μ m以上后，經(jīng)彎曲測試，發(fā)現(xiàn)熔射層32會有些微剝離金屬本體31的情況，但是熔射層32與氟素樹脂層33間的結(jié)合性依然相當(dāng)良好。
[0070]表I[0071]
【權(quán)利要求】
1.一種以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，包含一個具有一個第一粗糙面的金屬本體，其特征在于:該氟素樹脂復(fù)合材還包含一個熔射層，及一個氟素樹脂層，該熔射層是由陶瓷微粒、金屬微?；蛱沾膳c金屬混合構(gòu)成的瓷金微粒經(jīng)熱熔噴涂固定于該金屬本體的第一粗糙面所構(gòu)成，并具有一個朝外的第二粗糙面，該氟素樹脂層是涂布固定于該熔射層的第二粗糙面。
2.如權(quán)利要求1所述的以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，其特征在于該熔射層的第二粗糙面的粗糙度大于ra:2.0。
3.如權(quán)利要求2所述的以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，其特征在于該熔射層厚度范圍介于 50-1000 μ m。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，其特征在于該熔射層的陶瓷微粒是選自于Cr203、Y2O3> Zr2O3> TiO2, Al2O3' MgO及W、Cr、T1、V和Si的碳化物或其一個組合。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，其特征在于該熔射層的金屬微粒是選自于N1、Cr、Al、不銹鋼或其一個組合構(gòu)成的合金。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，其特征在于該熔射層的瓷金微粒是選自于WC-Co、WC-N1、WC-Co-Cr、Cr3C2-NiCr或其一個組合。
7.如權(quán)利要求4所述的以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，其特征在于該氟素樹脂層是選自于聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯與全氟丙基乙烯基醚共聚物(PFA)、第二代聚四氟乙烯(TFM)、聚三氟氯乙烯(PCTFF)、四氟乙烯與六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯與乙烯共聚物(ETFE)、三氟氯乙烯與乙烯共聚物(ECTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或其一個組合。
8.如權(quán)利要求5所述的以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，其特征在于該氟素樹脂層是選自于聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯與全氟丙基乙烯基醚共聚物(PFA)、第二代聚四氟乙烯(TFM)、聚三氟氯乙烯(PCTFF)、四氟乙烯與六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯與乙烯共聚物(ETFE)、三氟氯乙烯與乙烯共聚物(ECTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或其一個組合。
9.如權(quán)利要求6所述的以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，其特征在于:該氟素樹脂層是選自于聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯與全氟丙基乙烯基醚共聚物(PFA)、第二代聚四氟乙烯(TFM)、聚三氟氯乙烯(PCTFF)、四氟乙烯與六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯與乙烯共聚物(ETFE)、三氟氯乙烯與乙烯共聚物(ECTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或其一個組合。
10.如權(quán)利要求1、2或3所述的以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，其特征在于該氟素樹脂層厚度范圍介于100-1000 μ m。
11.如權(quán)利要求1、2或3所述的以熔射層錨固的氟素樹脂復(fù)合材，其特征在于該金屬本體的第一粗糙面的粗糙度大于ra:2.0。
【文檔編號】B32B15/08GK103448321SQ201210179953
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月4日
【發(fā)明者】周峙丞, 唐國梁, 魏嘉志 申請人:周業(yè)投資股份有限公司