專利名稱：一種用于酚醛塑料槽筒表面改性的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于表面工程領(lǐng)域，特別涉及一種用于酚醛塑料槽筒表面改性的制備方法。
背景技術(shù)：
槽筒是槽筒式絡(luò)筒機(jī)上的重要卷繞部件之一，是重要核心エ藝零件。槽筒形狀通常是ー個(gè)圓柱溝槽凸輪，在它的圓周面上，沿軸向刻制有一條封閉的往復(fù)螺旋溝槽。在它的圓周面上，沿軸向刻制有一條封閉的往復(fù)螺旋溝槽。槽筒主要工作部位是槽筒圓周表面的螺旋槽，絡(luò)紗時(shí)主要利用槽簡上螺旋型溝槽實(shí)現(xiàn)紗線的圓周運(yùn)動(dòng)和沿軸向方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使紗線以螺旋線的形狀均勻地卷繞在筒管的表面而形成筒子。由于槽筒外表面和溝槽表面與紗線長期的高速摩擦，造成槽筒極易磨損進(jìn)而報(bào)廢。因此，它逐漸成為紡織機(jī)械中關(guān)鍵損耗件之一，國內(nèi)外對此都很重視。目前，國內(nèi)廣泛生產(chǎn)和使用的主要是酚醛塑料槽筒，但是從性能上來看存在著不足首先，高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，酚醛塑料槽筒與紗筒表面易摩擦起電，造成絕緣電阻很高(1013 1016 Ω)，產(chǎn)生的靜電無法泄漏，導(dǎo)致塑料槽筒的表面形成了較強(qiáng)的靜電場，而靜電場的產(chǎn)生會(huì)給導(dǎo)紗與并紗帶來十分不利的影響；其次，酚醛塑料槽筒的硬度低(30 40HBS)，耐磨性較差，在連續(xù)的干摩擦條件下，塑料槽筒的使用壽命為僅為3個(gè)月左右，全國毎年造成將近3000萬元的經(jīng)濟(jì)損失。與耐磨性好但成本較高的鋁合金、不銹鋼等槽筒相比，酚醛塑料槽筒因低成本和良好的可加工性仍然在絡(luò)筒機(jī)上廣泛應(yīng)用，但因其低耐磨性和非導(dǎo)電性極大影響紗線質(zhì)量，紡織業(yè)希望有導(dǎo)電、耐磨價(jià)廉的新型酚醛塑料槽筒，以適應(yīng)絡(luò)化纖紗的需要。由于槽筒的主要磨損部位為外表面及溝槽部分，因此可以僅對酚醛塑料的表面進(jìn)行改性，可以有效地節(jié)約成本，提高資源、能源有效利用率?；瘜W(xué)鍍技術(shù)(EletrolessPlating)由于具有エ藝簡單，獲得鍍層性能優(yōu)越，且適用于任意復(fù)雜形狀的エ件表面等特點(diǎn)而得到了越來越多的重視，并且可直接鍍在各種基體上。槽筒溝槽最窄的部分只有3. 5_，最深部分可達(dá)21. 5_，對于如此異型構(gòu)件采用化學(xué)鍍進(jìn)行表面改性具有不可比擬的優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有酚醛塑料槽筒耐磨性較差的現(xiàn)狀，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是，設(shè)計(jì)一種用于酚醛塑料槽筒表面改性的制備方法。該方法可以有效提高槽筒的耐磨性，并且簡單易操作。本發(fā)明提供的一種用于酚醛塑料槽筒表面改性的制備方法，包括如下步驟(I)酚醛塑料槽筒表面預(yù)處理；①將酚醛塑料槽筒打磨拋光后清洗，然后在100 120°C溫度下干燥8h 10h。②將①中清洗好的槽筒浸入到由氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液組成的混合溶液中，溫度控制在50 60°C，隨后用去離子水清洗，然后浸入到磷酸溶液中，完成后用去離子水清洗。③將②中槽筒浸入到雙氧水和硫酸組成的混合液中浸潰O lOmin，取出后用去離子水清洗。 (2)酚醛塑料槽筒表面敏化活化；①將⑴中步驟③處理后的槽筒浸入到由氯化亞錫和鹽酸組成的敏化液中，浸潰5 lOmin，然后用去離子水清洗。②將①中清洗好敏化試樣浸入到由氯化鈀和鹽酸的活化液中，常溫下浸潰2 5min，然后用去離子水清洗。 (3)酚醛塑料槽筒表面化學(xué)鍍；將(2)中步驟②清洗好槽筒放入到由硫酸鎳、乳酸、丙酸組成的混合液A中，然后將A液放入到水浴中加熱，將由次亞磷酸鈉，無水こ酸鈉，硫脲組成的緩和B液倒入到A液中，在一定的溫度和PH值條件下進(jìn)行45 60min化學(xué)鍍，即可得到可提高酚醛塑料槽筒耐磨性的鎳-磷合金化學(xué)鍍層。預(yù)處理過程用的所述氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液的濃度分別為O. 5 I. 5mol/L和 O. 5 I. 5mol/L。所述磷酸與去離子水體積比為I : 3 I : 5。所述雙氧水和硫酸組成的混合液中，二者的體積比為I : 3.5 I : 5.5。敏化液中所述氯化亞錫和鹽酸的濃度分別為8 12g/L和35 45ml/L?；罨褐兴雎然Z和鹽酸的濃度分別為O. I O. 4g/L，55 65ml/L?；瘜W(xué)鍍過程中所述混合液A中硫酸鎳、乳酸和丙酸的濃度分別為28 40g/L、6 10g/L 和 6 10g/Lo所述混合液B中次亞磷酸鈉、無水こ酸鈉和硫脲的濃度分別為22 34g/L、10 20g/L 和 0. 5 lmg/Lo所述化學(xué)鍍液溫度為80 95°C。所述化學(xué)鍍液pH控制在4. 4 5. 4。本發(fā)明的有益效果為(I)采用硫酸-雙氧水酸蝕處理酚醛塑料，改善了酚醛塑料基材的親水性，使其能夠與敏化活化液進(jìn)行充分接觸，進(jìn)ー步提高了化學(xué)鍍液的利用率，為獲得均勻的鍍層提供了條件。(2)化學(xué)鍍鎳層在酚醛塑料槽筒表面的成功涂覆，可以有效提高酚醛塑料槽筒表面性能，為酚醛塑料基體エ件的性能改善提供了新的思路。(3)酚醛塑料槽筒表面耐磨性的改善，可有效擴(kuò)展酚醛塑料基體エ件的應(yīng)用范圍，延長酚醛塑料基體エ件的使用壽命。(4)該方法提高了資源、能源的有效利用率，也避免了酚醛塑料重復(fù)生產(chǎn)過程中造成的環(huán)境污染。


圖I是實(shí)施例I制備的改性后的酚醛塑料槽筒表面的掃描電子顯微鏡(SEM)圖片;圖2是實(shí)施例I制備的改性后的酚醛塑料槽筒表面磨損后的掃描電子顯微鏡(SEM)圖片。
具體實(shí)施例方式采用化學(xué)鍍方法，以酚醛塑料槽筒為試樣，通過表面堿洗和酸蝕，敏化活化，化學(xué)鍍等エ藝，發(fā)明出ー種用于酚醛塑料槽筒表面改性的制備方法。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步說明實(shí)施例I一種用于酚醛塑料槽筒表面改性的制備方法，該方法步驟如下·(I)酚醛塑料槽筒表面預(yù)處理；①將酚醛塑料槽筒打磨拋光后清洗，然后在100°C溫度下干燥10h。②將①中清洗好的槽筒浸入到濃度為lmol/L氫氧化鈉溶液和濃度為lmol/L碳酸鈉組成的混合溶液中，溫度60°C，隨后用去離子水清洗，然后浸入到磷酸溶液(磷酸與去離子水的體積比為I : 4)中，完成后用去離子水清洗。③將②中槽筒浸入到雙氧水與硫酸體積比為I : 4的混合液中浸潰7min，取出后用去離子水清洗。(2)酚醛塑料槽筒表面敏化活化；①將⑴中步驟③處理后的槽筒浸入到由濃度分別為8g/L氯化亞錫和40ml/L鹽酸組成的敏化液中，常溫下浸潰5min，然后用去離子水清洗。②將①中清洗好的敏化槽筒浸入到濃度分別為O. 2g/L氯化鈀和60ml/L鹽酸的活化液中，常溫下浸潰3min，用去離子水清洗活化后的試樣。(3)酚醛塑料槽筒表面化學(xué)鍍；將(2)中步驟②清洗好的槽筒放入到濃度分別為36g/L硫酸鎳、10g/L乳酸、和8g/L丙酸組成的混合液A中，然后將A液放入到90°C水浴中加熱，將濃度分別為30g/L次亞磷酸鈉、15g/L無水こ酸鈉和O. 5mg/L硫脲組成的緩和B液倒入到A液中，鍍液pH調(diào)節(jié)為5. 4，進(jìn)行60min化學(xué)鍍。經(jīng)測試，酚醛塑料槽筒表面的鎳_磷合金鍍層中磷含量為7. 76%。與酚醛塑料基體相比，改性后表面的硬度提高了 5. 5倍，磨損率由9X10_5g/s降低至 I. 28 X 10 6g/s。實(shí)施例2—種用于酚醛塑料槽筒表面改性的制備方法，該方法步驟如下(I)酚醛塑料槽筒表面預(yù)處理；①將酚醛塑料槽筒打磨拋光后清洗，然后在80°C溫度下干燥12h。②將①中清洗好的槽筒浸入到濃度為lmol/L氫氧化鈉溶液和濃度為I. 5mol/L碳酸鈉組成的混合溶液中，溫度60°C，隨后用去離子水清洗，然后浸入到磷酸溶液(磷酸與去離子水的體積比為I : 5)中，完成后用去離子水清洗。③將②中槽筒浸入到雙氧水與硫酸體積比為I : 5的混合液中浸潰5min，取出后用去離子水清洗。(2)酚醛塑料槽筒表面敏化活化；
①將⑴中步驟③處理后的槽筒浸入到由濃度分別為10g/L氯化亞錫和42ml/L鹽酸組成的敏化液中，常溫下浸潰5min，然后用去離子水清洗。②將①中清洗好的敏化槽筒浸入到濃度分別為O. lg/L氯化鈀和65ml/L鹽酸的活化液中，常溫下浸潰3min，用去離子水清洗活化后的試樣。(3)酚醛塑料槽筒表面化學(xué)鍍；將(2)中步驟②清洗好的槽筒放入到濃度分別為40g/L硫酸鎳、8g/L乳酸和IOg/L丙酸組成的混合液A中，然后將A液放入到92°C水浴中加熱，將濃度分別為32g/L次亞磷酸鈉、20g/L無水こ酸鈉和O. 6mg/L硫脲組成的緩和B液倒入到A液中，鍍液pH調(diào)節(jié)為4. 8，進(jìn)行60min化學(xué)鍍。經(jīng)測試，酚醛塑料槽筒表面的鎳-磷合金鍍層中磷含量為8. 37%。與酚醛塑料基體相比，改性后表面的硬度提高了 5倍，磨損率由9X 10_5g/s降低至2. 08 X IOV
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圖I是實(shí)施例I制備的改性后的酚醛塑料槽筒表面的掃描電子顯微鏡(SEM)圖片，從圖中可以看到鎳-磷鍍層表面呈現(xiàn)明顯的“菜花頭”組織結(jié)構(gòu)。圖2是實(shí)施例I制備的改性后的酚醛塑料槽筒表面磨損后的掃描電子顯微鏡(SEM)圖片。從圖中可以看出鎳-磷鍍層磨損表面的溝痕比較輕，硬度起著主要作用，鍍層耐磨損性能較好。
權(quán)利要求
1.一種用于酚醛塑料槽筒表面改性的制備方法，其特征在于，該方法步驟如下， (1)酚醛塑料槽筒表面預(yù)處理； ①將酚醛塑料槽筒打磨拋光后清洗，然后在100 120°c溫度下干燥8h 10h， ②將①中清洗好的槽筒浸入到由氫氧化鈉溶液和碳酸鈉組成的混合溶液中，溫度控制在50 60°C，隨后用去離子水清洗，然后浸入到磷酸溶液中，完成后用去離子水清洗， ③將②中槽筒浸入到雙氧水和硫酸組成的混合液中浸潰O lOmin，取出后用去離子水清洗， (2)酚醛塑料槽筒表面敏化活化； ①將(I)中步驟③處理后的槽筒浸入到由氯化亞錫和鹽酸組成的敏化液中，浸潰5 lOmin，然后用去離子水清洗， ②將①中清洗好敏化試樣浸入到由氯化鈀和鹽酸的活化液中，常溫下浸潰2 5min，然后用去離子水清洗， (3)酚醛塑料槽筒表面化學(xué)鍍； 將(2)中步驟②清洗好槽筒放入到由硫酸鎳、乳酸、丙酸組成的混合液A中，然后將A液放入到水浴中加熱，將由次亞磷酸鈉，無水乙酸鈉，硫脲組成的緩和B液倒入到A液中，在一定的溫度和PH值條件下進(jìn)行45 60min化學(xué)鍍，即可得到可提高酚醛塑料槽筒耐磨性的鎳-磷合金化學(xué)鍍層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，預(yù)處理過程用的氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液的濃度分別為O. 5 I. 5mol/L和O. 5 I. 5mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，預(yù)處理過程用的磷酸與去離子水體積比為 I : 3 I : 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，預(yù)處理過程用的雙氧水和硫酸組成的混合液中，二者的體積比為I : 3. 5 I : 5.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，敏化液中的氯化亞錫和鹽酸的濃度分別為 8 12g/L 和 35 45ml/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，活化液中氯化鈀和鹽酸的濃度分別為O.I O. 4g/L, 55 65ml/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，化學(xué)鍍過程中混合液A中硫酸鎳、乳酸和丙酸的濃度分別為28 40g/L、6 10g/L和6 10g/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，混合液B中次亞磷酸鈉、無水乙酸鈉和硫脲的濃度分別為22 34g/L、10 20g/L和O. 5 lmg/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，化學(xué)鍍液溫度為80 95°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，化學(xué)鍍液pH控制在4.4 5. 4。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于表面工程領(lǐng)域的一種用于酚醛塑料槽筒表面改性的制備方法。該制備方法包括1.槽筒表面的預(yù)處理；2.槽筒表面的敏化活化；3.槽筒表面的化學(xué)鍍。本發(fā)明制備方法工藝簡單操作方便，可明顯提高酚醛塑料槽筒的耐磨性，有效地節(jié)約成本，提高資源、能源有效利用率。
文檔編號C23C18/28GK102817017SQ20121031875
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月3日
發(fā)明者梁小平, 任素娥, 劉磊, 李冬梅, 王化平, 劉建, 李建新, 王虹 申請人:天津工業(yè)大學(xué)