[發(fā)明專利]一種安全閥表面超疏水化學(xué)鍍層的鍍液、制備方法及防腐蝕安全閥

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310228155.6
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103290397A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余愛枝;葉偉文;李茂東;林金梅;喻文;王戀;楊波;笪菁;蘭英;陳劍明;劉課秀
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州市特種承壓設(shè)備檢測研究院
• 主分類號: C23C18/36
• 分類號: C23C18/36;B05D5/08;F16K17/00
• 代理公司: 廣州市一新專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44220
• 代理人: 龔明明;王德祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬表面處理，尤其涉及一種安全閥表面超疏水化學(xué)鍍層的鍍液、制備方法及防腐蝕安全閥。

背景技術(shù)

安全閥泄露是安全閥的主要故障之一，究其原因，絕大部分是由于閥瓣的銹蝕、結(jié)焦等造成了閥瓣密封性能的下降。造成閥瓣銹蝕、結(jié)焦的原因主要有：（1）積存在閥瓣與閥座密封面間的水垢污渣、腐蝕性介質(zhì)及殘留物在密封面間產(chǎn)生的凹坑溝痕，造成閥瓣和密封座間密封不嚴(yán)密；（2）蒸汽鍋爐的安全閥在使用中一旦起跳，回落時(shí)閥瓣和閥座間就會留有一層水漬，時(shí)間一長便會腐蝕閥瓣和閥座表面；（3）未起跳的安全閥經(jīng)過長期使用，一般密封面都會殘留一些雜質(zhì)，生成污銹和產(chǎn)生腐蝕，從而使安全閥的密封性能有所下降，等等?，F(xiàn)存解決安全閥結(jié)焦、銹蝕的做法都是在閥瓣失效后對閥瓣進(jìn)行除銹、研磨來提高恢復(fù)閥瓣的密封性能，該種方法防治安全閥事故比較被動(dòng)，不能從本質(zhì)上解決安全閥泄露的原因，而且涉及要拆卸安全閥，耗時(shí)耗力，人為干預(yù)較大。

表面超疏水性，是指物體表面與水接觸角大于120°的情況。超疏水表面由于其表面自由能小于水的表面張力，不易被水潤濕。因此，由水中的重水離子等形成的沉積物沒有辦法在其表面附著，因而，具有優(yōu)異的防垢性能。超疏水表面的制備一般采用兩種方法：一種是在粗糙表面修飾低表面能的物質(zhì)；另一種是在疏水性表面構(gòu)建粗糙結(jié)構(gòu)。超疏水表面的制備方法近年來也得到了很大的發(fā)展,?常見的有溶膠凝膠法、化學(xué)蝕刻法、化學(xué)沉積法、模板法等等,?人們利用這些方法得出了不少性能優(yōu)異的超疏水表面。但目前所研究的方法存在著涂層的附著力差、處理方法復(fù)雜、無法處理復(fù)雜表面、無法處理大工件、成本高等缺點(diǎn)，無法適用于安全閥表面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的之一是提供一種安全閥表面超疏水化學(xué)鍍層的鍍液，該鍍液組分簡單，成本低廉。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種安全閥表面超疏水化學(xué)鍍層的鍍液，按質(zhì)量濃度計(jì)，其組分包括：硫酸鎳15~30g·L^-1，次磷酸鈉?30~35g·L^-1，緩沖劑1~30g·L^-1，絡(luò)合劑5~50g·L^-1，納米聚四氟乙烯顆粒0.5~1g·L^-1；在20~28℃下，按照以上各組分配方，以蒸餾水為溶劑，進(jìn)行鍍液配制，然后用PH調(diào)節(jié)劑調(diào)整鍍液PH為4.5~6。

其中，質(zhì)量濃度表示單位體積溶液中含有的溶質(zhì)的質(zhì)量數(shù)，在本發(fā)明中是指單位體積（L）鍍液中含有的各組分的質(zhì)量（g）。上述的各化學(xué)品均為常規(guī)化學(xué)品，可從市場購得。硫酸鎳可為無水、六水或七水硫酸鎳，優(yōu)選為七水合硫酸鎳。次磷酸鈉可為無水次磷酸鈉或一水合次磷酸鈉，優(yōu)選為一水合次磷酸鈉。

在超疏水化學(xué)鍍層的鍍液中，硫酸鎳為主鹽，次磷酸鈉為還原劑；緩沖劑起到穩(wěn)定鍍速及保證鍍層質(zhì)量的作用，能抵消外來微量酸或堿以及稀釋對溶液pH值變化的影響；絡(luò)合劑除了能控制可供反應(yīng)的游離鎳離子的濃度外，還可提高鍍液的穩(wěn)定性，延長鍍液的使用壽命；納米聚四氟乙烯顆粒具有較低的表面活化能，具有優(yōu)良的疏水性能。在以上幾種組分的共同作用下，可使得制備的化學(xué)鍍層具有超疏水性能。

安全閥的腐蝕，主要是其表面覆蓋水膜后，形成原電池造成。根據(jù)所述鍍液制備的超疏水化學(xué)鍍層附著力強(qiáng)、耐久性好，所述鍍液適用于安全閥超疏水表面的制備。在安全閥表面（尤其是與介質(zhì)接觸的表面）覆蓋超疏水化學(xué)鍍層后，可大大減輕安全閥的腐蝕，增強(qiáng)其防垢性能，延長其使用壽命。

作為優(yōu)選的，所述鍍液中還包括糖精，其質(zhì)量濃度為0.1~0.2g·L^-1。糖精為一種光亮劑，添加糖精后的鍍液用于化學(xué)鍍層時(shí)，可進(jìn)一步提高工件表面的光澤和光亮度。

作為優(yōu)選的，所述緩沖劑為醋酸鈉、丁二酸、硼砂、焦磷酸鉀中的一種或幾種混合。緩沖劑還可為其他能夠緩沖鍍液PH的藥劑。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述緩沖劑為醋酸鈉，其質(zhì)量濃度為20~30g·L^-1。醋酸鈉具有成本低、方便易得，對環(huán)境無污染、緩沖效果好的優(yōu)點(diǎn)。

作為優(yōu)選的，所述絡(luò)合劑為檸檬酸鈉、葡萄糖酸鈉、乳酸、酒石酸鈉、羥基乙酸、氨基乙酸、羥基丁二酸中的幾種混合。通過所述幾種絡(luò)合劑的配合使用，可使得化學(xué)鍍反應(yīng)更容易控制，化學(xué)鍍效果更好。