[發明專利]一種不銹鋼表面成膜制備方法

無效

• 申請號: 201110166187.9
• 申請日: 2011-06-20
• 公開（公告）號: CN102242386A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 盧堅武
• 申請（專利權）人: 盧堅武
• 主分類號: C25D9/02
• 分類號: C25D9/02;C25D13/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于金屬材料表面處理領域，具體涉及不銹鋼表面成膜技術，尤指一種用于SUS304不銹鋼表面成膜技術的制備方法。

背景技術

傳統的金屬材料表面處理技術，如鉻酸鹽鈍化、磷酸鹽轉化等，存在嚴重的環保問題，例如六價鉻具有很強的毒性、磷酸鹽則是水體富營養化的元兇之一。隨著環保呼聲的高漲，迫切需要研究新型的表面處理工藝，有些科研人員在這領域也做了一些研究如；中國專利申請號00109334.7本發明涉及一種用于奧氏體不銹鋼表面鈍化技術，采用強氧化性的酸溶液及稀土添加劑組成的鈍化液以替代鉻酸鹽鈍化液，與現有技術相比，實現無鉻鈍化過程，能使不銹鋼經過鈍化處理后，其耐蝕性能顯著提高，這種不銹鋼表面鈍化成膜技術加工工藝相對復雜，膜層表面不夠致密，長時間容易脫落；所采用的強氧化性的酸溶液，在表面處理過程中還是或多或少的會對環境造成二次污染。

發明內容

為了克服現有不銹鋼表面成膜加工技術對環境存在嚴重的污染及成膜表面不夠致密容易脫落問題，本發明的目的在于提供一種不銹鋼表面成膜技術的制備方法，它不僅對環境無污染，而且所形成的保護膜層非常致密。

為了實現上述發明目的，本發明采取了以下方法加工不銹鋼表面成膜；

一種不銹鋼表面成膜制備方法，該膜為硅烷偶聯劑成膜，能有效提高基體的防腐性能，該成膜方法包括以下步驟：

(1)取二-[3-三乙氧基硅丙基]四硫化物硅烷偶聯劑、無水乙醇、去離子水按體積比2～5∶80～92∶3～18配制硅烷溶液，用醋酸調節pH至3～5，30～45℃恒溫水解40～50h后再加入硝酸鈰溶液攪拌均勻。

(2)在基體表面經過打磨好之后置于干燥器中8～30h，50～80℃超聲除油8～20min，以后依次用大量自來水和去離子水沖洗，直至水在電極表面能平鋪。

(3)直接將電極浸泡在硅烷溶液中，沉積一段時間后在100～110℃下固化至少0.5h，完成浸涂成膜。

(4)通過穩壓源實現電沉積成膜，在設置的電位下將電極電沉積一段時間后取出，用高壓N₂吹去吸附在電極表面過量的硅烷溶液。沉積完之后在100～110℃下固化至少0.5h。

另外所述的基體是SUS304不銹鋼，沉積時間為10秒至600秒之間。

由于采用了上述技術方案，其中金屬表面硅烷化處理所用試劑合成簡單且對環境友好，是一種理想的表面防護處理技術。該技術利用硅烷試劑與金屬(Me)表面結合及自身交聯在金屬表面形成一層致密的保護膜，從而大幅度提高金屬的耐蝕性。基于自組裝技術，直接在不銹鋼(主要針對SUS304)基體表面硅烷化電化學沉積，形成能夠控制的有序分子膜，以滿足不同用途不銹鋼材料的各項性能(如抗蝕性能、耐磨性能、色差度等)，最重要的是從源頭上杜絕了污染問題。

具體實施方式

實施例1：

硅烷溶液的配制：二-[3-三乙氧基硅丙基]四硫化物硅烷偶聯劑、無水乙醇、去離子水按體積比4∶90.5∶5.5配好，電磁攪拌均勻，用醋酸調節pH至4.5，在36℃下恒溫水解48h。水解充分以后，再加入硝酸鈰溶液攪拌均勻。

基體準備：SUS304電極經過打磨好之后置于干燥器中24h，60℃超聲除油10min，以后依次用大量自來水和去離子水沖洗，直至水在電極表面能平鋪，表明已經清洗干凈。

浸涂成膜制備：直接將電極浸泡在硅烷溶液中，沉積時間為200秒，沉積完之后用高壓多次吹去吸附在電極表面過量的硅烷溶液，然后在100℃下固化0.8h。

實施例2：

硅烷溶液的配制：二-[3-三乙氧基硅丙基]四硫化物硅烷偶聯劑、無水乙醇、去離子水按體積比3∶91∶6配好，電磁攪拌均勻，用醋酸調節pH至4.7，在40℃下恒溫水解50h。水解充分以后，再加入硝酸鈰溶液攪拌均勻。

基體準備：SUS304電極經過打磨好之后置于干燥器中18h，70℃超聲除油15min，以后依次用大量自來水和去離子水沖洗，直至水在電極表面能平鋪，表明已經清洗干凈。

電沉積成膜制備：通過穩壓源實現，在設置的電位下將電極電沉積500秒后取出，用高壓N₂吹去吸附在電極表面過量的硅烷溶液。沉積完之后均在105℃下固化1h。

實施例3：

硅烷溶液的配制：二-[3-三乙氧基硅丙基]四硫化物硅烷偶聯劑、無水乙醇、去離子水按體積比2∶90∶8配好，電磁攪拌均勻，用醋酸調節pH至4.4，在45℃下恒溫水解44h。水解充分以后，再加入硝酸鈰溶液攪拌均勻。