[發明專利]一種不銹鋼表面硅烷化處理膜的制備方法

有效

• 申請號: 201410116791.4
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103866262A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 劉彥軍;曾建強
• 申請（專利權）人: 北京博賽德科技有限公司
• 主分類號: C23C16/24
• 分類號: C23C16/24;C23C16/52
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及材料表面處理技術領域，尤其涉及一種不銹鋼表面硅烷化處理膜的制備方法。

背景技術

隨著工業化進程的加速發展，人們環保意識的不斷加強，大氣中有害物質對環境的污染越來越受到人們的關注，很多有害物質都帶有刺激性氣味，甚至是惡臭氣味，這些氣味刺激嗅覺器官，引起人們不愉快及損害生活環境。醫學研究表明，環境中的有害氣味尤其是惡臭味對人體呼吸、消化、心血管、內分泌及神經系統會造成影響，高濃度的惡臭還可以使接觸者發生肺水腫甚至窒息死亡。長期反復受到惡臭物質的刺激，還會引起嗅覺疲勞，導致嗅覺失靈，而刺激氣味中的一些芳香化合物如苯、甲苯、苯乙烯等有害物質還可能使人產生畸變、癌變。通常大氣環境中有害物質成分復雜，濃度低，需要通過合適的環境樣品采集、分析，為大氣環境防治提供可靠的依據。真空不銹鋼罐采樣系統是目前最理想的大氣環境氣體樣品采集方式之一。用于大氣環境氣體樣品采集的真空不銹鋼罐又稱為蘇瑪罐，傳統上不銹鋼罐表面首先經電子拋光技術將不銹鋼表面的毛刺初步去除，表面光滑，減少比表面積，降低反應活性，再經酸洗處理能使不銹鋼表面鐵原子發生鈍化反應，降低大氣環境氣體樣品在不銹鋼罐中由于吸附等因素造成氣體樣品中微量物質濃度的變化。蘇瑪罐在大氣環境樣品取樣前先清洗、并抽真空，取樣時只要開啟閥門完成環境氣體樣品取樣，取樣過程中不需要附加其它取樣設備，氣體樣品可以長時間保存，體積小，取樣方便，一只蘇瑪罐可重復適用，壽命至少二十年，可以實現氣體的全采樣分析，經色質聯用方法分離和分析單個樣品VOCs，并可最大可濃縮氣體樣品1000倍濃度，提高檢測精度。但對于含有酸性腐蝕性物質的氣體樣品，在樣品儲存過程中酸性物質會和不銹鋼罐壁表面發生反應，造成氣體樣品中有害物質濃度發生變化，不銹鋼罐表面仍需進一步鈍化處理，提高抗腐蝕性能。通過硅烷化方法對不銹鋼表面進行處理來提高不銹鋼表面的抗腐蝕性能受到人們的關注，如中國專利CN103087569、CN103059625分別報道了一種防腐蝕不銹鋼板表面硅烷化防護處理劑及其制備方法，然而經硅烷化處理后的不銹鋼抗腐蝕性能有待提高。

發明內容

為解決上述現有技術存在的問題，本發明提出了一種不銹鋼表面硅烷化處理膜的制備方法，是由硅烷化試劑四氫化硅（95.0-99.0％）及參雜劑氫化磷PH₃（5.0-0.1％）混合氣體，通過氣相沉積，于不銹鋼表面形成無定型硅薄膜，經表面處理后不銹鋼具有良好的抗腐蝕性能。

本發明采取的技術方案是：

本發明的不銹鋼表面硅烷化處理膜的制備方法，采用硅烷化處理劑四氫化硅與參雜劑氫化磷形成的混合氣體，通過化學氣相沉積，在不銹鋼表面形成一層無定型硅處理膜，所述的混合氣體中，四氫化硅的體積百分比為95-99%，氫化磷的體積百分比為0.1-5%。

所述的混合氣體中，優選四氫化硅的體積百分比為99.5%，氫化磷的體積百分比為0.5%。

所述的混合氣體中，優選四氫化硅的體積百分比為96%，氫化磷的體積百分比為4%。

本發明的不銹鋼表面硅烷化處理膜的制備方法的具體步驟如下：將需要表面處理的不銹鋼罐放入化學氣相沉積室，清除不銹鋼表面水汽，將化學氣相沉積室抽至真空，再將四氫化硅與氫化磷混合氣體通入，氣相沉積氣壓控制范圍在0.1–500Pa，控制氣相沉積溫度在200-600℃，進行化學氣相沉積，沉積時間0.5-12小時，沉積完成后，通入氮氣，降至室溫。

優選：氣相沉積氣壓4Pa，沉積溫度320℃，氣相沉積時間2小時。

優選：相沉積氣壓100Pa，沉積溫度410℃，氣相沉積時間4.5小時。

優選：氣相沉積氣壓25Pa，沉積溫度450℃，氣相沉積時間6.8小時。

優選：氣相沉積氣壓400Pa，沉積溫度500℃，氣相沉積時間10小時。

耐蝕性能檢測：

將不銹鋼樣品放入鹽霧機中進行試驗，測試條件為：5%氯化鈉溶液，溫度35℃，連續噴霧，試驗時間120h。進行耐腐蝕性能評價。

1級：表面光亮潔凈、沒有腐蝕斑點。

2級：表面無光澤、有少量腐蝕斑點。

3級：腐蝕斑點小于30%。

4級：腐蝕斑點超過30%。

本發明的積極效果如下：

不銹鋼表經硅烷化處理后耐腐蝕性能達到1級，具有良好的抗腐蝕性能，含有酸性物質的氣體樣品在不銹鋼罐中儲存及運輸過程中濃度無明顯變化，滿足了大氣環境氣體樣品采集、分析的要求。

具體實施方式