[发明专利]一种耐磨防腐特氟龙涂料的制备方法、涂料及应用方法

说明书

本发明公开了一种耐磨防腐特氟龙涂料的制备方法、涂料及应用方法。本发明所述的制备方法包括：硬质颗粒放入双辉等离子表面处理炉内处理，同时将还原氧化石墨烯置于纯水中分散均匀；随后将处理过的硬质颗粒加入分散好的还原氧化石墨烯溶液中，使硬质颗粒表面包覆上还原氧化石墨烯层；将包覆后的硬质颗粒干燥后再次辉光处理；最后将等离子处理完成的硬质颗粒分步添加到聚四氟乙烯中得到特氟龙涂料。本发明中处理的硬质颗粒能够均匀分散到特氟龙涂料中，且颗粒表面包覆的rGO层又起到了良好的润滑减磨及填充显微孔隙、屏蔽腐蚀物的作用，使得均匀掺杂的特氟龙涂层耐磨防腐性能得到大幅改善。

技术领域

本发明属于有机涂料领域，特别涉及一种耐磨防腐特氟龙涂料的制备方法、涂料及应用方法。

背景技术

特氟龙(聚四氟乙烯)具有良好的润滑性能，化学、高温稳定性和优良的润湿性，被广泛用于厨具，如不粘锅等表面防腐润滑涂层的制备。然而特氟龙涂层质地较软，使用期间易被磨损，尤其在厨房等油污环境下，腐蚀磨损的方式更是加剧了涂层的磨损，缩短了厨具的使用寿命。

目前，在特氟龙涂料中添加硬质颗粒以抵抗磨损已成为行之有效的方法，然而若加入硬质颗粒过大则难以喷涂均匀，并可能造成涂层内部显微裂纹；颗粒过小时由于表面能增大导致颗粒团聚，无法均匀混合。两者都极大地降低了涂层的疏水性能以及磨损的稳定性，同时，显微裂纹的存在也使得腐蚀物介质更易侵入，破坏涂层结构，进一步破坏涂层的磨损性能。因此改善添加物的分散性，避免喷涂后涂层内部出现颗粒团聚并在添加物附近产生裂纹成为改善涂层耐磨性能的关键因素。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种耐磨防腐特氟龙涂料的制备方法，采用大气等离子体对纳米级硬质颗粒进行表面改性，随后包覆还原氧化石墨烯后继续利用大气等离子体改善颗粒表面活性以提高包覆rGO层的纳米粒子在特氟龙涂层中的分散性，同时封闭颗粒旁的显微孔隙，以提高涂层的耐磨防腐性能。本发明还提供了通过该方法制备的涂料以及应用方法。

技术方案：本发明所述的一种耐磨防腐特氟龙涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将硬质颗粒放入双辉等离子表面处理炉内，设备抽真空至30-50Pa之间，缓慢增加工作台电压并产生辉光，随后电压加至450-600V，处理时间为30-60min；所述硬质颗粒为Al₂O₃或SiC；在该步骤中，利用辉光放电产生的大气等离子体对纳米级硬质颗粒表面进行轰击改性，用以活化颗粒表面，增强其在溶液中的分散性。

(2)将还原氧化石墨烯(rGO)置于纯水中分散均匀，还原氧化石墨烯在纯水中的重量百分比在0.5‰-1‰之间，室温环境下进行超声震荡的同时进行高速搅拌，处理时间为20-30min。

(3)处理过的硬质颗粒加入分散好的还原氧化石墨烯溶液中，超声震荡同时高速搅拌，处理时间为15-25min，使硬质颗粒表面包覆上还原氧化石墨烯层。

(4)将步骤(3)中包覆后的硬质颗粒干燥后重复步骤(1)，继续活化颗粒表面，使表面的rGO官能化，减少颗粒团聚的同时增大与聚四氟乙烯的亲和性。

(5)将经过等离子处理完成的硬质颗粒分步添加到特氟龙涂料中，边搅拌边添加，完成添加后继续搅拌，得到掺杂的特氟龙涂料；掺杂的特氟龙涂料中经等离子处理后的rGO重量占比小于1％，硬质颗粒重量占比小于15％。

本发明所述的硬质颗粒的粒径≤1μm。

优选地，步骤(2)中，所述超声震荡的频率≥40kHz，所述超声震荡的功率≥180W，高速搅拌的转速≥2500r/min。

优选地，步骤(3)中，所述的超声震荡的频率≥40kHz，所述超声震荡的功率大于180W，高速搅拌的转速≥1200r/min。

优选地，步骤(5)中，所述搅拌速度≥800r/min。