一種腳手架抗靜電複合電鍍液的製作方法
2023-05-05 17:56:31 2
本發明涉及電鍍液技術領域，尤其涉及一種腳手架抗靜電複合電鍍液。
背景技術：
電鍍又稱金屬電沉積技術，是將工件浸入含有欲沉積金屬鹽的溶液中，並對工件施加負電荷，在工件表面沉積一層與工件結合緊密的金屬或者合金層的過程。電鍍的基本原理是通過各種電場作用使溶液中的金屬離子在溶液和鍍件界面上發生還原反應，生成金屬原子並沉積在金屬表面形成鍍層。複合鍍層是將通過將不溶性的固體顆粒添加到鍍液中，使基質基質金屬與固體顆粒發生共沉積，形成複合鍍層的一種表面改性技術。鎳鍍層因其具有優良的耐蝕性、耐磨性及鍍層厚度均勻等特點，已在航空、汽車、電子、化工等方面得到廣泛應用。然而，鍍鎳層摩擦係數較大。而聚四氟乙烯是由四氟乙烯單體聚合而成，性能穩定，除了具有極佳的耐化學腐蝕性能外，還具有很好的耐熱、耐寒性，以及非常小的摩擦係數。通過在電鍍液中添加聚四氟乙烯顆粒，使聚四氟乙烯顆粒伴隨著鎳的電沉積分散到鍍鎳層中，製備得到的複合鍍層具有顯著的減磨效果。
《NI-PTFE複合電鍍工藝研究》一文中作者提出通過在電鍍液中添加聚四氟乙烯乳液和FC134陽離子表面活性劑，成功製備了Ni/PTFE複合鍍層，試驗表明鍍層表面均勻、平整，在摩擦學性能方面，複合鍍層的摩擦係數為0.218，只為純鎳鍍層的34%左右，但是由於PTFE質軟，進入到鍍層中後，使複合鍍層較純鎳鍍層硬度減小，同時磨損量有所增加。所以在某些領域這種複合鍍層不能滿足需求。稀土元素能夠顯著提高功能複合材料中固體微粒的含量、硬度、耐磨性以及抗高溫氧化性等性能，目前在鍍鉻、化學熱處理、轉化膜等一系列表面處理技術中得到應用。所以本發明將添加稀土元素提高複合鍍層的硬度和耐磨性等性能，擴大應用領域。
技術實現要素：
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種腳手架抗靜電複合電鍍液。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種腳手架抗靜電複合電鍍液，由以下重量份的原料製備製成：凹凸棒土8-14、糊精3-4、苯胺6.8-9、過硫酸銨0.1-0.2、硼酸50-60、硫酸鎳220-250、氯化鎳40-50、十二烷基硫酸鈉0.2-0.3、聚四氟乙烯乳液50-60、陽離子表面活性劑FC1343-4、氧化鈰1.5-3、乙醇適量、去離子水適量。
所述一種腳手架抗靜電複合電鍍液，由下列具體步驟製備製成：
（1）將凹凸棒土用2mol/L的鹽酸溶液浸泡5h後用去離子水洗滌呈中性後烘乾，之後和糊精加到2-3倍量的去離子水中，加熱攪拌形成糊狀物後加入氧化鈰，然後置於200-250℃惰性氣體中煅燒0.5-1h，冷卻後備用；
（2）將十二烷基苯磺酸、水、苯胺和正丁醇按照摩爾比1.5-2：10-14：1.0-1.4：0.8-1.2比例加到燒瓶中，劇烈攪拌得到透明的無色乳液，然後和步驟（1）製備的產物混合攪拌均勻，將過硫酸銨用去離子水溶解製成2mol/L的溶液，然後緩慢滴加到燒瓶中，滴加完畢後在室溫下反應5-7h，再加入過量的乙醇緩慢攪拌7-10min，過濾，產物用去離子水、乙醇反覆清洗，然後置於真空乾燥箱中60℃下乾燥24h；
（3）將硼酸加到60℃的去離子水中，攪拌使其溶解備用，當電鍍液溫度為50℃時加入硫酸鎳、氯化鎳和十二烷基硫酸鈉，採用磁力攪拌器攪拌均勻備用，在另一容器中加入聚四氟乙烯乳液和陽離子表面活性劑FC134，攪拌均勻後加入步驟（2）製備的產物及其剩餘物質，超聲攪拌均勻後備用；
（4）將步驟（3）製備的備用產物以800r/min混合攪拌20-30min，同時在80kHz超聲波輔助震蕩30min後轉移至電解槽中，靜置除去粒徑≥5μm的顆粒，即可得到電鍍液。
本發明的優點是：本發明採用在電鍍液中添加聚四氟乙烯乳液提高鎳/聚四氟乙烯複合鍍層的減磨性和潤滑性，提高了單一鎳鍍層的性能，為了改善複合鍍層硬度和耐磨性能不高的問題，採用納米顆粒增強鍍層，又因納米顆粒在電鍍液中易團聚粘附於陰極表面使表面粗糙度增加的問題，採用聚苯胺對顆粒進行包覆改性，改善微粒間易團聚和向陰極湧動的傾向，並且提高了鍍層的耐磨性、硬度和抗高溫氧化性等性能，本發明工藝簡單，且獲得產品，質量合格，不存在脫皮現象，色澤均勻，不存在局部泛白點的現象，表面光滑，沒有粗糙感，值得推廣。
具體實施方式
一種腳手架抗靜電複合電鍍液，由以下重量份（公斤）的原料製備製成：凹凸棒土8、糊精3、苯胺6.8、過硫酸銨0.1、硼酸50、硫酸鎳220、氯化鎳40、十二烷基硫酸鈉0.2、聚四氟乙烯乳液50、陽離子表面活性劑FC1343、氧化鈰1.5、乙醇適量、去離子水適量。
所述一種腳手架抗靜電複合電鍍液，由下列具體步驟製備製成：
（1）將凹凸棒土用2mol/L的鹽酸溶液浸泡5h後用去離子水洗滌呈中性後烘乾，之後和糊精加到2倍量的去離子水中，加熱攪拌形成糊狀物後加入氧化鈰，然後置於200℃惰性氣體中煅燒0.5h，冷卻後備用；
（2）將十二烷基苯磺酸、水、苯胺和正丁醇按照摩爾比1.5：10：1.0：0.8比例加到燒瓶中，劇烈攪拌得到透明的無色乳液，然後和步驟（1）製備的產物混合攪拌均勻，將過硫酸銨用去離子水溶解製成2mol/L的溶液，然後緩慢滴加到燒瓶中，滴加完畢後在室溫下反應5h，再加入過量的乙醇緩慢攪拌7min，過濾，產物用去離子水、乙醇反覆清洗，然後置於真空乾燥箱中60℃下乾燥24h；
（3）將硼酸加到60℃的去離子水中，攪拌使其溶解備用，當電鍍液溫度為50℃時加入硫酸鎳、氯化鎳和十二烷基硫酸鈉，採用磁力攪拌器攪拌均勻備用，在另一容器中加入聚四氟乙烯乳液和陽離子表面活性劑FC134，攪拌均勻後加入步驟（2）製備的產物及其剩餘物質，超聲攪拌均勻後備用；
（4）將步驟（3）製備的備用產物以800r/min混合攪拌20min，同時在80kHz超聲波輔助震蕩30min後轉移至電解槽中，靜置除去粒徑≥5μm的顆粒，即可得到電鍍液。
將鍍件進行鍍前一系列處理入電鍍槽，鎳陽極鍍前表面活化處理，之後按照製備的電鍍液進行電鍍處理，鍍液溫度為45℃，電流密度為9A/dm2，對鍍層進行性能測試，結果如下：
外觀：光滑均勻，摩擦係數：0.21，磨損量（500g、200r/min,mm3）：2.42×10-2，孔隙率（個/cm2）：0.9，結合力：不剝落，鹽霧（120小時）：無明顯變化。