Способ получения фторопластового антиадгезионного покрытия на металлических поверхностях

Изобретение относится к получению фторопластового покрытия на металлических поверхностях. Может использоваться в пищевой, машиностроительной и специальных областях техники в качестве антипригарных, антиадгезионных и самосмазывающихся покрытий. На металлическую подложку наносят промежуточный слой 8-12% раствора полибензимидазола в диметилформамиде, на который наносят порошковый фторопласт-4 и осуществляют спекание под давлением в кассете. Увеличивается прочность сцепления фторопластового слоя с металлической подложкой.

 

Изобретение относится к области разработки способов получения фторопластовых покрытий на металлических поверхностях и может быть использовано в пищевой, машиностроительной и специальных областях техники в качестве антипригарных, антиадгезионноных, и самосмазывающихся покрытий.

В работе [Способ соединения, не способного к переработке из расплава, фторопласта с подложкой из различных материалов // РЖХ / Заявка 3840514 ФРГ, МКИ C08L 27/12/] предлагается для повышения адгезии фторопластовой композиционной пленки вводить в состав композиции 1-10% гексаметилентетрамина или 2-10% аммониевых солей, выделяющих аммиак. После спекания при температуре 380°C и давлении 13,8 МПа прочность при разрыве для чистого ПТФЭ составляет 9-15 МПа, для композиции - 18-20 МПа. Недостаток изобретения заключается в предварительном получении композиционной фторопластовой пленки, снижением производительности из-за получения одиночных изделий.

Известен «Способ получения тонкослойного фторопластового покрытия на металлических изделиях» [Решение о выдаче пат. РФ №2008152888/02, МКП C23C 28/00/], заключающийся в нанесении фторопластовых покрытий путем термообработки металлических изделий в плотном контакте с предварительно спеченными фторопластовыми болванками. Недостатками изобретения является повышенная продолжительность процесса за счет многократного повторения термообработки, возможность получения качественных покрытий, толщиной не более 1-3 мкм, низкие эксплуатационные свойства, высокий расход фторопласта за счет необходимости изготовления фторопластовых болванок заданного размера для каждой термообработки.

Наиболее близким является способ [пат. РФ №1398244 Способ изготовления многослойных антифрикционных изделий, от 20.10.1993], в котором с целью повышения прочности сцепления слоя с основой промежуточный слоя формируют из композиционной смеси на основе водной суспензии фторопласта, содержащей фосфорную кислоту, окислы и соли металлов, в качестве антифрикционного слоя используются термостойкие тканные материалы, в том числе и фторопластовые ткани. Припекание фторопласта осуществляется в кассете под давлением, содержащей несколько десятков заготовок. Спекание производится в среде диссоциированного аммиака при температуре 400-420°C. Недостатком способа является низкая адгезионная прочность слоя к подложке, составляющая до 8,5 МПа, использование водной суспензии фторопласта, сложность приготовления смеси промежуточного слоя, использование защитных атмосфер и высокая температура припекания.

Технический результат изобретения - увеличение прочности сцепления фторопластового слоя с металлической подложкой, упрощение способа получения фторопластовых покрытий толщиной до 0,5 мм, использование в качестве рабочего слоя порошкового фторопласта-4 или его композиций с наполнителями, увеличение адгезии фторопласта-4 к металлической поверхности за счет использования в качестве промежуточного адгезивного слоя 8-12% раствора полибензимидазола с молекулярной массой 15000-18000 в диметилформамиде.

Технический результат изобретения достигается путем нанесения на поверхность металлической подложки раствора полибензимидазола в диметилформамиде толщиной 30-50 мкм с последующим нанесением равномерного слоя порошкового фторопласта-4 толщиной 0,1-0,5 мм, сбором кассеты с последующим прессованием в кассете при удельном давлении 30-40 МПа и спеканием при 350-380°C. Спекание производится в печи с воздушной атмосферой в сжатой кассете.

Пример достижения технического результата. По заданному шаблону нарезаются листовые металлические заготовки (далее по тексту подложка). В качестве подложки могут быть использованы низкоуглеродистые, углеродистые или нержавеющие стали, бронзовые или латунные листовые материалы и покрытия, алюминиевые пластины. Поверхность подложки обезжиривается.

8-12% раствор полибензимидазола в диметилформамиде, полученного согласно патенту (пат. РФ №2440345 «Способ получения ароматических полибензимидазолов», опубл. 20.01.2012 г., Бюлл. №2), наносится кистью или распылением на очищенную поверхность металлической подложки. Затем наносится равномерный слой измельченного в лопастном смесителе порошкового фторопласта-4 или его композициями с наполнителями. Операция нанесения полимерных слоев повторяется на следующих листах подложек. Из приготовленных пластин набирается кассета с прокладками из бумаги. В качестве ограничивающих пластин кассеты используются стальные пластины, толщиной 10…15 мм. Кассета прессуется между плитами гидравлического пресса удельным давлением 30…40 МПа и обхватывается скобами. Спекание осуществляется при температуре 350-380°C в печи с воздушной атмосферой.

Достигнутая прочность сцепления фторопластового слоя с металлической подложкой составляет 20-24 МПа. Предлагаемое покрытие обладает антиадгезионными, антифрикционными свойствами, что позволяет рекомендовать их к использованию в качестве антигололедных покрытий эл. проводов, опор скольжения, антипригарных покрытий и др.

Способ получения фторопластового покрытия на металлических поверхностях, включающий нанесение на металлическую основу промежуточного и фторопластового слоев, спекание нанесенных слоев под давлением в кассете, отличающийся тем, что в качестве фторопластового слоя используют порошковый фторопласт-4 или смесь на его основе, а для улучшения адгезии фторопласта-4 к металлической поверхности в качестве промежуточного слоя используют 8-12% раствор полибензимидазола в диметилформамиде.