[發(fā)明專利]水電解極板表面涂覆液

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210538426.3
• 申請(qǐng)日: 2012-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103088332A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃東;包金祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州新區(qū)化工節(jié)能設(shè)備廠
• 主分類號(hào): C23C22/58
• 分類號(hào): C23C22/58;C23C22/40
• 代理公司: 南京同澤專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 石敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對(duì)碳鋼極板的表面進(jìn)行涂層處理的涂料，屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水電解是使水在直流電的作用下分解出氫氣或氧氣。整套水電解設(shè)備中電解槽是其最核心的裝置之一。工業(yè)上常用的水電解槽根據(jù)需要由數(shù)十個(gè)到上百個(gè)電解小室按規(guī)律疊壓構(gòu)成。每個(gè)電解小室由陽(yáng)極板、氧催化電極、阻氣隔膜、絕緣密封墊片、氫催化電極、陰極板等組成。陽(yáng)極板和陰極板通常采用碳鋼鋼板制成。

由于強(qiáng)酸性電解質(zhì)組成的電解液對(duì)金屬具有強(qiáng)烈的腐蝕性，所以電解槽的電解液一般采用濃度為25%至30%的氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液。在電場(chǎng)的作用下，鉀離子或鈉離子向負(fù)極移動(dòng)，氫氧根離子向正極移動(dòng)，從而析出氫氣和氧氣。為了降低過(guò)電位，減少電能消耗，電解槽的工作溫度一般為85℃至90℃。這樣的堿濃度和溫度極易對(duì)碳鋼鋼板造成堿蝕，所以必須對(duì)陽(yáng)極板和陰極板進(jìn)行防腐處理。由于純鎳的耐堿蝕性能十分優(yōu)異，目前，水電解行業(yè)通常采用鍍鎳的碳鋼鋼板作為水電解槽的陰陽(yáng)極板。

根據(jù)研究結(jié)果顯示，由于鍍鎳的碳鋼極板實(shí)際上并不可能被鍍鎳層完全地包覆，鍍鎳層上不可避免地會(huì)存有微孔。當(dāng)極板處于有害離子形成的電解液中，這些有害離子可進(jìn)入鍍鎳層的微孔中，并在微孔中富集，與鐵離子發(fā)生水解反應(yīng)，形成腐蝕性極強(qiáng)的酸，持續(xù)對(duì)極板進(jìn)行腐蝕。此外，由于鍍鎳層是一種陰極性的鍍層，鎳的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-0.25V，鐵的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-0.44V，鍍鎳層與碳鋼基體會(huì)形成一對(duì)電偶，當(dāng)它們同時(shí)暴露在電解液中就會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。在微孔內(nèi)的鐵是陽(yáng)極，失去電子被溶解；在外的鎳是陰極，得到電子，并將水電解放出氫。由此可知，采用一般工藝制成的鍍鎳碳鋼極板被腐蝕的可能性極大。一旦極板出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕會(huì)導(dǎo)致氫氧氣體互串、漏堿以及電短路，很有可能引起爆炸，威脅人員和設(shè)備的安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提出一種用于對(duì)碳鋼極板的表面進(jìn)行涂層處理，可有效提高極板鍍鎳后的耐腐蝕性的水電解極板表面涂覆液。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題提出的技術(shù)方案是：一種水電解極板表面涂覆液，包括以下成分：5wt%至15wt%的羥基殼聚糖，5wt%至15wt%的導(dǎo)電炭黑，1wt%至5wt%的植酸，0.5wt%至3wt%的氧化劑，0.5wt%至3wt%的絡(luò)合劑，0.2wt%至2wt%的緩蝕劑，0.1wt%至0.5wt的表面活性劑，0.02wt%至2wt%的pH調(diào)節(jié)劑，其余為水；所述涂覆液的pH值為3至5.5。

上述羥基殼聚糖是羥甲基殼聚糖、羥乙基殼聚糖、羥丙基殼聚糖中的一種或多種。

上述氧化劑是鉬酸鹽、鎢酸鹽、硝酸鹽、氯酸鹽中的一種或多種。

上述絡(luò)合劑是檸檬酸鈉、乳酸鈉、蘋果酸鈉中的一種或多種。

上述緩蝕劑是苯并三氮唑、碘化鉀、甲基苯并三唑中的一種或多種。

上述表面活性劑是十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或正辛基硫酸鈉中的一種或多種。

上述pH調(diào)節(jié)劑是三乙醇胺、三乙胺中的一種或兩種。

本發(fā)明具有積極的效果：本發(fā)明的水電解極板表面涂覆液內(nèi)加入羥基殼聚糖和導(dǎo)電炭黑可以使得涂層的導(dǎo)電性能明顯提升，優(yōu)于碳鋼材質(zhì)。植酸是一種金屬螯合劑，可以與鐵離子和其他金屬陽(yáng)離子形成螯合物，與羥基殼聚糖復(fù)合使用效果更佳。涂覆液中加入氧化劑可與極板上的鐵發(fā)生鈍化反應(yīng)，加入絡(luò)合劑和緩蝕劑可以進(jìn)一步提高涂層的耐腐蝕性，加入表面活性劑可以明顯提高涂層的表面張力使得涂層更加致密。該涂覆液以導(dǎo)電炭黑和羥基殼聚糖作為形成涂層的主要成分，以植酸、氧化劑、絡(luò)合劑、緩蝕劑、表面活性劑作為形成涂層的輔助成分，使得涂層具有很好的導(dǎo)電性，可以有效地隔離鐵與鍍鎳層接觸，并且具有很好的防流掛性和涂覆性，成本相對(duì)較低。

具體實(shí)施方式

（實(shí)施例1）

本實(shí)施例的水電解極板表面涂覆液，包括以下成分：10wt%的羥甲基殼聚糖，10wt%的乙炔炭黑，5wt%的植酸，2wt%的鉬酸鈉，3wt%的檸檬酸鈉，1wt%的苯并三氮唑，0.3wt%的十二烷基硫酸鈉，其余為水，用三乙醇胺調(diào)節(jié)pH值為5。

（實(shí)施例2）

本實(shí)施例的水電解極板表面涂覆液，包括以下成分：8wt%的羥丙基殼聚糖，5wt%的乙炔炭黑，5wt%的植酸，1wt%的鎢酸鈉，1wt%的乳酸鈉，0.5wt%的碘化鉀，0.2wt%的十二烷基苯磺酸鈉，其余為水，用三乙胺調(diào)節(jié)pH值為4.5。

（實(shí)施例3）