本發(fā)明涉及電鍍液技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種腳手架用納米顆粒復(fù)合電鍍液。
背景技術(shù)：
電鍍又稱金屬電沉積技術(shù)，是將工件浸入含有欲沉積金屬鹽的溶液中，并對(duì)工件施加負(fù)電荷，在工件表面沉積一層與工件結(jié)合緊密的金屬或者合金層的過程。電鍍的基本原理是通過各種電場作用使溶液中的金屬離子在溶液和鍍件界面上發(fā)生還原反應(yīng)，生成金屬原子并沉積在金屬表面形成鍍層。復(fù)合鍍層是將通過將不溶性的固體顆粒添加到鍍液中，使基質(zhì)基質(zhì)金屬與固體顆粒發(fā)生共沉積，形成復(fù)合鍍層的一種表面改性技術(shù)。鎳鍍層因其具有優(yōu)良的耐蝕性、耐磨性及鍍層厚度均勻等特點(diǎn)，已在航空、汽車、電子、化工等方面得到廣泛應(yīng)用。然而，鍍鎳層摩擦系數(shù)較大。而聚四氟乙烯是由四氟乙烯單體聚合而成，性能穩(wěn)定，除了具有極佳的耐化學(xué)腐蝕性能外，還具有很好的耐熱、耐寒性，以及非常小的摩擦系數(shù)。通過在電鍍液中添加聚四氟乙烯顆粒，使聚四氟乙烯顆粒伴隨著鎳的電沉積分散到鍍鎳層中，制備得到的復(fù)合鍍層具有顯著的減磨效果。
《NI-PTFE復(fù)合電鍍工藝研究》一文中作者提出通過在電鍍液中添加聚四氟乙烯乳液和FC134陽離子表面活性劑，成功制備了Ni/PTFE復(fù)合鍍層，試驗(yàn)表明鍍層表面均勻、平整，在摩擦學(xué)性能方面，復(fù)合鍍層的摩擦系數(shù)為0.218，只為純鎳鍍層的34%左右，但是由于PTFE質(zhì)軟，進(jìn)入到鍍層中后，使復(fù)合鍍層較純鎳鍍層硬度減小，同時(shí)磨損量有所增加。所以在某些領(lǐng)域這種復(fù)合鍍層不能滿足需求。稀土元素能夠顯著提高功能復(fù)合材料中固體微粒的含量、硬度、耐磨性以及抗高溫氧化性等性能，目前在鍍鉻、化學(xué)熱處理、轉(zhuǎn)化膜等一系列表面處理技術(shù)中得到應(yīng)用。所以本發(fā)明將添加稀土元素提高復(fù)合鍍層的硬度和耐磨性等性能，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種腳手架用納米顆粒復(fù)合電鍍液。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種腳手架用納米顆粒復(fù)合電鍍液，由以下重量份的原料制備制成：苯胺6.8-9、過硫酸銨0.1-0.2、苯甲酸鈉3-5、硼酸50-60、硫酸鎳220-250、氯化鎳40-50、十二烷基硫酸鈉0.2-0.3、聚四氟乙烯乳液50-60、陽離子表面活性劑FC1343-4、氧化鈰1.5-3、碳化釩1.2-1.5、硅烷偶聯(lián)劑kh5700.1-0.2、乙醇適量、去離子水適量。
所述一種腳手架用納米顆粒復(fù)合電鍍液，由下列具體步驟制備制成：
（1）將碳化釩加到膠磨機(jī)中磨成微粒，然后和甲基硅油按照質(zhì)量比1-3:10混合，機(jī)械震蕩40-60min，進(jìn)行預(yù)分散，得到碳化釩漿料，再將氧化鈰和硅烷偶聯(lián)劑kh570加到漿料中，電動(dòng)攪拌下反應(yīng)，反應(yīng)溫度為60-85℃，時(shí)間為2-3h，冷卻后加到真空干燥箱中烘干；
（2）將十二烷基苯磺酸、水、苯胺和正丁醇按照摩爾比1.5-2：10-14：1.0-1.4：0.8-1.2比例加到燒瓶中，劇烈攪拌得到透明的無色乳液，然后和步驟（1）制備的產(chǎn)物混合攪拌均勻，將過硫酸銨用去離子水溶解制成2mol/L的溶液，然后緩慢滴加到燒瓶中，滴加完畢后在室溫下反應(yīng)5-7h，再加入過量的乙醇緩慢攪拌7-10min，過濾，產(chǎn)物用去離子水、乙醇反復(fù)清洗，然后置于真空干燥箱中60℃下干燥24h；
（3）將硼酸加到60℃的去離子水中，攪拌使其溶解備用，當(dāng)電鍍液溫度為50℃時(shí)加入硫酸鎳、氯化鎳和十二烷基硫酸鈉，采用磁力攪拌器攪拌均勻備用，在另一容器中加入聚四氟乙烯乳液和陽離子表面活性劑FC134，攪拌均勻后加入步驟（2）制備的產(chǎn)物及其剩余物質(zhì)，超聲攪拌均勻后備用；
（4）將步驟（3）制備的備用產(chǎn)物以800r/min混合攪拌20-30min，同時(shí)在80kHz超聲波輔助震蕩30min后轉(zhuǎn)移至電解槽中，靜置除去粒徑≥5μm的顆粒，即可得到電鍍液。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明采用在電鍍液中添加聚四氟乙烯乳液提高鎳/聚四氟乙烯復(fù)合鍍層的減磨性和潤滑性，提高了單一鎳鍍層的性能，為了改善復(fù)合鍍層硬度和耐磨性能不高的問題，采用納米顆粒增強(qiáng)鍍層，又因納米顆粒在電鍍液中易團(tuán)聚粘附于陰極表面使表面粗糙度增加的問題，采用聚苯胺對(duì)顆粒進(jìn)行包覆改性，改善微粒間易團(tuán)聚和向陰極涌動(dòng)的傾向，并且提高了鍍層的耐磨性、硬度和抗高溫氧化性等性能，本發(fā)明提供的電鍍液形成的鍍層光亮，耐腐蝕性好，產(chǎn)生的污水中沒有鉻離子，容易處理，降低了污水處理成本，達(dá)到了環(huán)保要求，不會(huì)污染環(huán)境。
具體實(shí)施方式
一種腳手架用納米顆粒復(fù)合電鍍液，由以下重量份（公斤）的原料制備制成：苯胺6.8、過硫酸銨0.1、苯甲酸鈉3、硼酸50、硫酸鎳220、氯化鎳40、十二烷基硫酸鈉0.2、聚四氟乙烯乳液50、陽離子表面活性劑FC1343、氧化鈰1.5、碳化釩1.2、硅烷偶聯(lián)劑kh5700.1、乙醇適量、去離子水適量。
所述一種腳手架用納米顆粒復(fù)合電鍍液，由下列具體步驟制備制成：
（1）將碳化釩加到膠磨機(jī)中磨成微粒，然后和甲基硅油按照質(zhì)量比1:10混合，機(jī)械震蕩40min，進(jìn)行預(yù)分散，得到碳化釩漿料，再將氧化鈰和硅烷偶聯(lián)劑kh570加到漿料中，電動(dòng)攪拌下反應(yīng)，反應(yīng)溫度為60℃，時(shí)間為2h，冷卻后加到真空干燥箱中烘干；
（2）將十二烷基苯磺酸、水、苯胺和正丁醇按照摩爾比1.5：10：1.0：0.8比例加到燒瓶中，劇烈攪拌得到透明的無色乳液，然后和步驟（1）制備的產(chǎn)物混合攪拌均勻，將過硫酸銨用去離子水溶解制成2mol/L的溶液，然后緩慢滴加到燒瓶中，滴加完畢后在室溫下反應(yīng)5h，再加入過量的乙醇緩慢攪拌7min，過濾，產(chǎn)物用去離子水、乙醇反復(fù)清洗，然后置于真空干燥箱中60℃下干燥24h；
（3）將硼酸加到60℃的去離子水中，攪拌使其溶解備用，當(dāng)電鍍液溫度為50℃時(shí)加入硫酸鎳、氯化鎳和十二烷基硫酸鈉，采用磁力攪拌器攪拌均勻備用，在另一容器中加入聚四氟乙烯乳液和陽離子表面活性劑FC134，攪拌均勻后加入步驟（2）制備的產(chǎn)物及其剩余物質(zhì)，超聲攪拌均勻后備用；
（4）將步驟（3）制備的備用產(chǎn)物以800r/min混合攪拌20min，同時(shí)在80kHz超聲波輔助震蕩30min后轉(zhuǎn)移至電解槽中，靜置除去粒徑≥5μm的顆粒，即可得到電鍍液。
將鍍件進(jìn)行鍍前一系列處理入電鍍槽，鎳陽極鍍前表面活化處理，之后按照制備的電鍍液進(jìn)行電鍍處理，鍍液溫度為45℃，電流密度為9A/dm2，對(duì)鍍層進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如下：
外觀：光滑均勻，摩擦系數(shù)：0.24，磨損量（500g、200r/min,mm3）：2.48×10-2，孔隙率（個(gè)/cm2）：0.8，結(jié)合力：不剝落，鹽霧（120小時(shí)）：無明顯變化。