[发明专利]化学镀镍磷合金镀层的化学改性技术

摘要

本发明提供一种γ射线辐照/化学接枝技术分别制备苯乙烯磺酸钠和丙烯酸改性化学镀镍磷合金镀层的工艺，采用聚四氟乙烯乳液、氟碳型阳离子表面活性剂、苯乙烯磺酸钠和丙烯酸等试剂为原料，通过γ射线辐照/化学接枝技术，在化学镀镍磷合金镀层中均匀接枝苯乙烯磺酸钠和丙烯酸聚合物，使镀层表面载有具有阳离子选择透过性能的磺酸基团和羧酸基团，有效抑制和减缓了侵蚀性氯离子向镀层内部的迁移与渗透，提高了常规镍磷合金镀层耐侵蚀性氯离子引起的点蚀、隙缝腐蚀和晶间腐蚀的性能。苯乙烯磺酸钠和丙烯酸改性化学镀镍磷合金镀层提高了镍磷合金镀层在氯化钠介质中的腐蚀性能，拓展了其在石油化工以及泵制造业等领域中的应用。

主权项

一种苯乙烯磺酸钠和丙烯酸改性镍磷化学镀合金镀层的制备工艺，使镍磷合金镀层上接枝有阳离子选择透过性能的磺酸和羧酸官能基团，其特征在于：该制备工艺包括以下步骤：1)化学镀镍磷合金镀层的制备：采用化学复合镀制备表面掺杂聚四氟乙烯微粒的镍磷合金镀层，化学镀液的组成为：硫酸镍20～30g/L，次磷酸钠20～35g/L，乳酸15～25g/L，乙酸钠4～8g/L，氟化钠2～4g/L，氟碳型阳离子表面活性剂(型号为：FC-4)0.2～0.4g/L，聚四氟乙烯乳液(聚四氟乙烯的质量百分含量为60％，粒径为0.1μm～0.5μm)15～30g/L；首先在去离子水中将硫酸镍、次磷酸钠、乳酸、乙酸钠、氟化钠溶解混合，再用氨水调整溶液的pH值为4.6～5.2，然后将氟碳型阳离子表面活性剂和聚四氟乙烯乳液混合，充分搅拌后，缓慢加入到上述镀液中并充分搅拌，然后使镀液温度缓慢升高；金属材料选择Q235碳钢，首先将其抛光、除油、酸洗活化，待镀液温度升高至85℃～90℃时，将Q235碳钢放置于镀液中进行施镀，保持镀液温度为85℃～90℃，90min后将碳钢从镀液中取出，先后用热水、冷水和去离子水将其冲洗干净，然后在80℃～120℃进行烘干；2)化学镀镍磷合金镀层的γ射线辐照预处理：将步骤“1)”制备的化学镀镍磷合金镀层首先用超声波清洗3～5min；待其表面晾干后，然后用60Coγ射线在空气中进行辐照处理，辐照强度为40～60kGy，辐照时间为30～60min，在镀层中的聚四氟乙烯微粒上引入过氧化物和自由基；3)苯乙烯磺酸钠用于镍磷化学镀合金镀层的化学接枝改性所采用的化学改性液组成为：a.苯乙烯磺酸钠100～150g/L，丙烯酰胺4～7g/L，亚甲基双丙烯酰胺5～8g/L；b.所用溶剂为去离子水或蒸馏水；c.化学铸液的配制可以在空气中进行，也可以在惰性气体氮气的保护下进行；d.各试剂的加入顺序是：苯乙烯磺酸钠、丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺；4)采用γ射线辐照/化学接枝技术制备苯乙烯磺酸钠改性化学镀镍磷合金镀层的制备步骤：a.将表面用60Coγ射线预辐照处理的镍磷化学镀合金镀层浸泡到步骤“3)”所述的化学改性铸液中，浸泡时间为30～45min；b.将化学镀镍磷合金镀层从化学改性液中取出，去除其表面多余的溶液，置于加热器中进行热处理，保持温度80℃～120℃，热处理时间为20～30min，热处理可在空气中或惰性气体保护气氛下进行；c.热处理结束后，将化学镀镍磷合金镀层首先用95％的乙醇溶液室温浸泡30min，然后用去离子水冲洗干净，最后在80℃～120℃温度下烘干；5)丙烯酸用于镍磷化学镀合金镀层的化学接枝改性所采用的化学改性液组成为：a.丙烯酸80～120g/L，丙烯酰胺4～7g/L，亚甲基双丙烯酰胺5～8g/L；b.所用溶剂为去离子水或蒸馏水；c.化学铸液的配制可以在空气中进行，也可以在惰性气体氮气的保护下进行；d.丙烯酸用氢氧化钠溶液中和，中和度为75％～85％；e.各试剂的加入顺序是：中和的丙烯酸、丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺；6)采用γ射线辐照/化学接枝技术制备丙烯酸改性镍磷化学镀合金镀层的制备步骤：a.将表面用60Coγ射线辐照处理的化学镀镍磷合金镀层浸泡到步骤“5)”所述的化学改性铸液中，浸泡时间为30～45min；b.将化学镀镍磷合金镀层从化学改性液中取出，去除镀层表面多余的溶液，置于加热器中进行热处理，保持温度80℃～120℃，热处理时间为20～30min，热处理可在空气中或惰性气体保护气氛下进行；c.热处理结束后，将化学镀镍磷合金镀层首先用95％的乙醇溶液室温浸泡30min，然后用去离子水冲洗干净，最后在80℃～120℃温度下烘干。