專利名稱：一種鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合鍍液，特別是涉及一種鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液，以及該鍍液的制 備方法。屬于鍍液領(lǐng)域。
技術(shù)背景將惰性固體粒子加入到電鍍或化學(xué)鍍液中，通過(guò)電鍍或化學(xué)鍍的方法使微粒與金屬共沉 積的復(fù)合鍍技術(shù)是近二十年來(lái)高速發(fā)展的一種重要的材料表面強(qiáng)化手段(王柏春，朱永偉， 許向陽(yáng)，等，材料導(dǎo)報(bào)，17(10)， 51-54, 2003)。由于復(fù)合鍍層具有高的硬度、耐磨性、自 潤(rùn)滑性、特殊的裝飾外觀以及電接觸等功能，為改變和調(diào)節(jié)材料的機(jī)械、物化性能，形成各 種功能型復(fù)合材料提供了更大的可能空間。納米金剛石由于兼具金剛石本身的高硬度、耐磨 性，納米材料的表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)，以及形貌規(guī)則、比表面積大、德拜溫度低、化學(xué) 活性強(qiáng)等特性，因此在復(fù)合鍍技術(shù)領(lǐng)域極具應(yīng)用價(jià)值(鄒芹，王明智，王艷輝，金剛石與磨料 磨具工程，2, 54, 2003; A. M. Stawer, N.V. Gubareva, Fizika Goreniiai Vzryva， 20(5)， 100， 1984; 陳鵬萬(wàn)，惲壽榕，黃風(fēng)雷，等，超硬材料與工程，3， 1-5， 1997;徐康，薛群基，化學(xué)進(jìn)展，9(2), 201-208， 1997)。近年來(lái)，有關(guān)鎳及其合金與納米金剛石的復(fù)合電鍍技術(shù)的研究日益引起廣泛重視。例如， 欒新偉等采用電鍍的方法獲得了鎳-納米金剛石復(fù)合鍍層，結(jié)果表明，鍍層的硬度和耐磨性 高，鍍層中納米金剛石的沉積量也較高(欒新偉，王明智，趙玉成，金剛石與磨料磨具工程， 150(6), 20-22, 2005)。王立平等采用電沉積法在45#鋼樣品表面制備了含有納米金剛石的鎳-鈷合金基復(fù)合鍍層，結(jié)果表明納米金剛石的彌散強(qiáng)化作用可以有效地提高鍍層的硬度；在 干摩擦條件下，納米復(fù)合鍍層的耐磨性是鎳-鈷合金鍍層的3倍(王立平，高燕，薛群基，等， 中國(guó)表面工程,70(1), 24-26， 2005)。鮑學(xué)進(jìn)等通過(guò)對(duì)爆轟制備的納米金剛石粉進(jìn)行去除雜質(zhì)、 親水處理，制備出分散穩(wěn)定的含納米金剛石粉的鍍液。利用這個(gè)鍍液制備出含納米金剛石粉 的Ni-Co復(fù)合電鍍層，鍍層的顯微硬度最大可達(dá)601.53 HV(鮑學(xué)進(jìn)，李成明，李浩，等，金 剛石與磨料磨具工程，1， 42-45, 2006)。李成明等研究了在正交優(yōu)化工藝條件下獲得的鎳-鈷-納米金剛石復(fù)合電鍍層的摩擦學(xué)性能，結(jié)果表明，納米金剛石的加入使鎳-鈷合金層的組織 細(xì)化，鍍層致密無(wú)孔隙；與鎳鈷合金鍍層相比較，復(fù)合鍍層的摩擦磨損性能顯著提高(李成 明，呂正茂，鮑學(xué)進(jìn)，等，金剛石與磨料磨具工程，144(6)， 19-26， 2004)。但以上復(fù)合電鍍技術(shù)存在以下關(guān)鍵問(wèn)題。納米金剛石比表面大，比表面能高，處于熱力 學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，容易團(tuán)聚為微米級(jí)，最終形成較大的塊狀聚集體而從電鍍液中沉淀下來(lái)，從 而對(duì)復(fù)合電鍍過(guò)程以及鍍層的結(jié)構(gòu)與性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此， 一般的復(fù)合電鍍?cè)谥苽溴円?時(shí)需要采用超聲技術(shù)，并使用較多的有機(jī)表面活性劑以分散納米金剛石。這不僅導(dǎo)致電鍍成 本提高，電鍍工藝變得復(fù)雜，而且含硫、磷等元素的表面活性劑的大量使用會(huì)危及環(huán)境。同 時(shí)，通過(guò)這種分散技術(shù)形成的納米金剛石懸浮液并不能保持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定，需盡快使用以避免 納米金剛石的沉降，因而導(dǎo)致復(fù)合鍍層的結(jié)構(gòu)與性能難以穩(wěn)定控制。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明利用經(jīng)表面化學(xué)修飾，并具有水溶性、分散性好、長(zhǎng)期穩(wěn)定、 粒徑小、粒徑分布窄等特征的改性納米金剛石，制備得到一種均一、穩(wěn)定的新型復(fù)合鍍液， 該鍍液經(jīng)簡(jiǎn)單的電鍍工藝即可實(shí)現(xiàn)納米金剛石與金屬鎳的納米復(fù)合電鍍。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種納米金剛石與金屬鎳進(jìn)行納米復(fù)合電鍍的鍍液產(chǎn)品。 本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供上述復(fù)合鍍液的制備方法。 本發(fā)明的第一個(gè)目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液，它是由改性納米金剛石的水或稀硫酸溶液，與硫酸鎳、 氯化鎳、硼酸、糖精和丁炔二醇的水溶液，按體積比為0.1-2:22混合組成。 其中改性納米金剛石的水或稀硫酸溶液的濃度為1-10 g/L; 其中稀硫酸為質(zhì)量濃度為0.5-10%的硫酸水溶液； 其中硫酸鎳的化學(xué)式為NiS04，6H20; 其中氯化鎳的化學(xué)式為NiCl2*6H20;其中硫酸鎳、氯化鎳、硼酸、糖精和丁炔二醇的水溶液中，硫酸鎳的含量為280-300 g/L， 氯化鎳的含量為45-60 g/L，硼酸的含量為40-50 g/L，糖精的含量為0.01-1 g/L， 丁炔二醇的 含量為0.01-1 g/L。所述的改性納米金剛石為表面帶有活潑官能團(tuán)的改性納米金剛石。本發(fā)明的第二個(gè)目的通過(guò)以下具體步驟予以實(shí)現(xiàn)1、 將改性納米金剛石溶于水或溶于質(zhì)量濃度為0.5-10%的硫酸中，形成濃度為1-10 g/L 的納米金剛石水溶液或納米金剛石稀硫酸溶液；2、 將硫酸鎳、氯化鎳、硼酸、糖精和丁炔二醇溶于溫度為60-80 'C的水中，形成均一 溶液，其中硫酸鎳的含量為280-300 g/L，氯化鎳的含量為45-60 g/L，硼酸的含量為40-50 g/L， 糖精的含量為0.01-1 g/L， 丁炔二醇的含量為0.01-1 g/L。3、取上述步驟l中的含納米金剛石的水溶液或稀硫酸溶液，按體積比為0.1-2:22添加 到上述步驟2中含有硫酸鎳、氯化鎳、硼酸、糖精和丁炔二醇的水溶液中，以50-200轉(zhuǎn)/分 鐘的速度攪拌10-30分鐘，即得到穩(wěn)定的鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液。上述步驟1中的改性納米金剛石通過(guò)以下步驟制得(1) 對(duì)納米金剛石進(jìn)行預(yù)處理在兩個(gè)相同的100ml尼龍罐中各裝入8顆直徑為6-8 mm的不銹鋼球和未經(jīng)純化的納米金剛石10 g，再分別滴加5ml無(wú)水乙醇，并用尼 龍蓋密封。將兩個(gè)球磨罐對(duì)稱地放入行星式球磨機(jī)(QM-BP型，南京大學(xué)制造)中， 在轉(zhuǎn)速為350rpm，且每30分鐘自動(dòng)轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向的條件下球磨48 h。然后用30-50 wt。/。的氫氟酸水溶液浸泡回流24h后，過(guò)濾，用流水洗凈，干燥；在2M的HN03 溶液中超聲24h，回流24h，過(guò)濾，用流水洗凈；然后在pH為8-10，濃度為20-40 wt。/。的OP-10的水溶液中超聲5 h，過(guò)濾，用流水洗凈，反復(fù)2-3次后，浸入3M的 HC1溶液中，超聲12-24 h，過(guò)濾，用流水洗凈，干燥；最后在體積比為0.5:1-9.5:1 的濃硫酸和濃硝酸中超聲72-96 h后，回流72-96 h，離心，用流水洗凈，干燥。以 上處理過(guò)程在純化納米金剛石的同時(shí)，使其表面產(chǎn)生羧基官能團(tuán)；(2) 將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的納米金剛石和鹵化試劑在有機(jī)溶劑中攪拌均勻，然后超聲、離心， 經(jīng)丙酮或四氫呋喃或乙醚或四氯化碳洗凈后，在室溫下真空干燥，得到表面帶有酰 鹵官能團(tuán)的納米金剛石；(3) 將上述表面帶有酰鹵官能團(tuán)的納米金剛石、二元官能團(tuán)活性有機(jī)化合物和脫酸劑 在有機(jī)溶劑中混合，攪拌均勻，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下超聲反應(yīng)充分，蒸除溶劑，再經(jīng) 丙酮或四氫呋喃或乙醚或四氯化碳洗凈后，在室溫下真空干燥，得到表面帶有活潑 官能團(tuán)的改性納米金剛石；上述步驟(2)中的經(jīng)過(guò)預(yù)處理的納米金剛石為l-15g，鹵化試劑為1-100 g;有機(jī)溶劑 為50-1000ml;攪拌條件為溫度10-50 °C，時(shí)間0.5-12h;超聲條件為在100kHz、 200W 的超聲儀中于30-80 。C下超聲12-72 h;離心條件為以800-5000 rpm的轉(zhuǎn)速離心5-60 min; 真空干燥的條件為在10-40 。C下真空干燥12-48 h。上述步驟(2)中的酰鹵化試劑為三氯化磷、五氯化磷、三溴化磷或氯化亞砜中的任一種。上述步驟(2)中的有機(jī)溶劑為丙酮、四氫呋喃、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、二甲 亞砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N'-二甲基甲酰胺或N,N'-二甲基乙酰胺中的任一種或任幾種。 上述步驟(3)中的表面帶有酰鹵官能團(tuán)的納米金剛石為0.1-15 g; 二元官能團(tuán)有機(jī)化合物為5-100 g;脫酸劑為1-50 ml;有機(jī)溶劑為50-1000 ml;攪拌條件是在30-60 'C下攪拌1-12 h;超聲條件是在100kHz、 200 W的超聲儀中30-100 'C下超聲12-48 h;真空干燥的條件是 在10-30。C下真空干燥12-72 h。上述步驟(3)中的二元官能團(tuán)活性有機(jī)化合物為乙二醇、1，3-丙二醇，1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、 一縮二乙二醇、乙二胺、1，3-丙二胺和1,6-己二胺中的一種。上述步驟(3)中的脫酸劑為三乙胺、吡啶、3-甲基吡啶和二甲基吡啶中的任一種或任 兩種。上述步驟(3)中的有機(jī)溶劑為丙酮、四氫呋喃、苯、甲苯、二甲苯、四氯化碳、二甲 亞砜、N-甲基吡咯垸酮、N，N，-二甲基甲酰胺或N，N，-二甲基乙酰胺中的任一種或任幾種。本復(fù)合鍍液在使用時(shí)的方法為在電鍍時(shí)，調(diào)整鍍液的pH值為4.0-4.4，調(diào)整鍍液的溫 度為48-55'C后即可電鍍。與己有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一是通過(guò)利用經(jīng)表面化學(xué)修飾，并具有水溶性、分散性好、長(zhǎng)期穩(wěn)定、 粒徑小、粒徑分布窄等特征的改性納米金剛石，制備得到一種均一、穩(wěn)定的新型復(fù)合鍍液， 解決了納米金剛石的復(fù)合電鍍技術(shù)中存在的納米金剛石容易團(tuán)聚而沉降、鍍液不穩(wěn)定的關(guān)鍵 問(wèn)題。優(yōu)點(diǎn)之二是該復(fù)合鍍液在制備過(guò)程中不需要采用超聲技術(shù)和有機(jī)表面活性劑，這不僅有 利于降低電鍍成本，簡(jiǎn)化電鍍工藝，而且避免了使用含硫、磷等元素的表面活性劑所帶來(lái)的 環(huán)境問(wèn)題。優(yōu)點(diǎn)之三是該復(fù)合鍍液的高穩(wěn)定性有利于穩(wěn)定控制復(fù)合鍍層的結(jié)構(gòu)與性能。該鍍液經(jīng)簡(jiǎn) 單的電鍍工藝得到的復(fù)合鍍層光亮、平整；與相同條件下得到的不含納米金剛石的鍍層相比 較，其顯微硬度最大可提高38%，摩擦系數(shù)可降低29%。本發(fā)明建立了以表面化學(xué)改性的納米金剛石為基礎(chǔ)，制備得到一種均一、穩(wěn)定的新型鎳 -納米金剛石復(fù)合鍍液的方法，該鍍液經(jīng)簡(jiǎn)單的電鍍工藝即可實(shí)現(xiàn)納米金剛石與金屬鎳的復(fù) 合電鍍。其科技含量高，具創(chuàng)新性，而且具有較好的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明首次以表面化學(xué)改性的納米金剛石為基礎(chǔ)，制備得到一種均一、穩(wěn)定的新型鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液。以下結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明 實(shí)施例1先將納米金剛石按以下步驟進(jìn)行預(yù)處理在兩個(gè)相同的100 ml尼龍罐中各裝入8顆直頁(yè)徑為6-8mm的不銹鋼球和未經(jīng)純化的納米金剛石10g，再分別滴加5 ml無(wú)水乙醇，并用尼 龍蓋密封。將兩個(gè)球磨罐對(duì)稱地放入行星式球磨機(jī)(QM-BP型，南京大學(xué)制造)中，在轉(zhuǎn)速為 350 rpm,且每30分鐘自動(dòng)轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向的條件下球磨48 h。然后用30-50 wt。/。的氫氟酸水 溶液浸泡回流24h后，過(guò)濾，用流水洗凈，干燥；在2 M的HN03溶液中超聲24 h，回流 24 h，過(guò)濾，用流水洗凈；然后在pH為8-10，濃度為20-40wt。/。的OP-10的水溶液中超聲5 h，過(guò)濾，用流水洗凈，反復(fù)2-3次后，浸入3M的HC1溶液中，超聲12-24h，過(guò)濾，用流 水洗凈，干燥；最后在體積比為0.5:1-9.5:1的濃硫酸和濃硝酸中超聲72-96 h后，回流72-96 h，離心，用流水洗凈，干燥。以上處理過(guò)程在純化納米金剛石的同時(shí)，使其表面產(chǎn)生羧基 官能團(tuán)。然后取預(yù)處理后的納米金剛石10g加入到溶解有40g三氯化磷的500mlN-甲基吡咯垸 酮中，在45 "C下攪拌12 h，在80'C下超聲反應(yīng)56 h后，以4500 rpm的轉(zhuǎn)速離心50 min， 用乙醚洗凈后，在25'C下真空干燥48h，得到表面帶有酰鹵官能團(tuán)的納米金剛石。取上述表面帶有酰鹵官能團(tuán)的納米金剛石5 g，加入到含有21 g 1,3-丙二醇和20 ml吡啶 的360mlN，N，-二甲基乙酰胺中，在60。C下攪拌9h，在90。C下超聲反應(yīng)45 h后，用丙酮洗 凈，在30'C下真空干燥72h，得到表面帶有羥基的改性納米金剛石。將上述表面帶有羥基的改性納米金剛石2g溶于1L水中，形成濃度為2 g/L的納米金剛 石水溶液。將1400 g硫酸鎳、225 g氯化鎳、200 g硼酸、1 g糖精和0.3 g 丁炔二醇溶于溫度為60 °C 的5L水中，形成均一溶液。取上述含納米金剛石的水溶液50 ml，添加到上述含有硫酸鎳、氯化鎳、硼酸、糖精和 丁炔二醇的水溶液中，以50轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌10分鐘，即得到穩(wěn)定的鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液。該復(fù)合鍍液按以下條件電鍍陽(yáng)極鎳板陰極銅攪拌空氣攪拌鍍液pH值4.1陰極電流密度2A/dm溫度50 。C陰陽(yáng)極電極比1:2電鍍時(shí)間 35分鐘結(jié)果電鍍得到的復(fù)合鍍層光亮、平整；與相同條件下得到的不含納米金剛石的鍍層相 比較，其顯微硬度提高22%，摩擦系數(shù)降低19%。 實(shí)施例2先將納米金剛石進(jìn)行預(yù)處理，該預(yù)處理方法與上述實(shí)施例1相同。然后取預(yù)處理后的納米金剛石7g加入到溶解有28g三溴化磷的300ml丙酮中，在35 'C下攪拌8h，在55t:下超聲反應(yīng)72h后，以5000 rpm的轉(zhuǎn)速離心30 min，用四氯化碳洗 凈后，在3(TC下真空干燥36h，得到表面帶有酰鹵官能團(tuán)的納米金剛石。取上述表面帶有酰鹵官能團(tuán)的納米金剛石6 g，加入到含有19 g 1,3-丙二胺和17 ml三乙 胺的280mlN-甲基吡咯烷酮中，在50'C下攪拌8h，在3(TC下超聲反應(yīng)12 h后，用四氫呋 喃洗凈，在2(TC下真空干燥48h，得到表面帶有氨基的改性納米金剛石。將上述表面帶有氨基的改性納米金剛石8 g溶于體積為1 L、質(zhì)量濃度為2 %的稀硫酸中， 形成濃度為8 g/L的納米金剛石的稀硫酸水溶液。將3000 g硫酸鎳、600 g氯化鎳、500 g硼酸、10 g糖精和8 g 丁炔二醇溶于溫度為80 。C 的10L水中，形成均一溶液。取上述含納米金剛石的稀硫酸水溶液0.7 L，添加到上述含有硫酸鎳、氯化鎳、硼酸、 糖精和丁炔二醇的水溶液中，以200轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌30分鐘，即得到穩(wěn)定的鎳-納米金剛 石復(fù)合鍍液。該復(fù)合鍍液按以下條件電鍍陽(yáng)極 鎳板陰極 鐵攪拌 空氣攪拌鍍液pH值 4.1陰極電流密度 2.5A/dm溫度 52°C陰陽(yáng)極電極比 1:3電鍍時(shí)間 25分鐘結(jié)果電鍍得到的復(fù)合鍍層光亮、平整；與相同條件下得到的不含納米金剛石的鍍層相 比較，其顯微硬度提高38%，摩擦系數(shù)降低29%。本發(fā)明并不限于以上實(shí)施方式，只要是本說(shuō)明書(shū)中提及的方案均是可以實(shí)施的。
權(quán)利要求
1.一種鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液，它是由改性納米金剛石的水或稀硫酸溶液，與硫酸鎳、氯化鎳、硼酸、糖精和丁炔二醇的水溶液，按體積比為0.1-2∶22混合組成；所述的改性納米金剛石的水或稀硫酸溶液的濃度為1-10g/L。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液，其特征在于所述的稀硫酸為 質(zhì)量濃度為0.5-10%的硫酸水溶液；硫酸鎳的化學(xué)式為NiSCV6H20。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液，其特征在于所述的氯化鎳的 化學(xué)式為NiCl2《H20。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液，其特征在于所述的硫酸鎳、 氯化鎳、硼酸、糖精和丁炔二醇的水溶液中，硫酸鎳的含量為280-300 g/L，氯化鎳 的含量為45-60 g/L，硼酸的含量為40-50 g/L，糖精的含量為0.01-1 g/L， 丁炔二醇的 含量為0.01-1 g/L。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液，其特征在于所述的改性納米 金剛石為表面帶有活潑官能團(tuán)的改性納米金剛石。
6. —種鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液的制備方法，包括以下步驟(1) 將改性納米金剛石溶于水或溶于質(zhì)量濃度為0.5-10%的硫酸中，形成濃度為 1-10 g/L的納米金剛石水溶液或納米金剛石稀硫酸溶液；(2) 將硫酸鎳、氯化鎳、硼酸、糖精和丁炔二醇溶于溫度為60-80 'C的水中，形 成均一溶液，其中硫酸鎳的含量為280-300 g/L，氯化鎳的含量為45-60 g/L， 硼酸的含量為40-50 g/L，糖精的含量為0.01-1 g/L,丁炔二醇的含量為0.01-1 g/L;(3) 取上述步驟1中的含納米金剛石的水溶液或稀硫酸溶液，按體積比為 0.1-2:22添加到上述步驟2中含有硫酸鎳、氯化鎳、硼酸、糖精和丁炔二醇 的水溶液中，以50-200轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌10-30分鐘，即得到穩(wěn)定的鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液的制備方法，其特征在于所述 的改性納米金剛石是通過(guò)以下步驟制備而成(1) 對(duì)納米金剛石進(jìn)行預(yù)處理在兩個(gè)相同的100 ml尼龍罐中各裝入8顆直徑 為6-8 mm的不銹鋼球和未經(jīng)純化的納米金剛石10 g，再分別滴加5 ml無(wú)水 乙醇，并用尼龍蓋密封。將兩個(gè)球磨罐對(duì)稱地放入行星式球磨機(jī)(QM-BP型， 南京大學(xué)制造)中，在轉(zhuǎn)速為350 rpm，且每30分鐘自動(dòng)轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向的條件下球磨48h。然后用30-50 wtM的氫氟酸水溶液浸泡回流24h后，過(guò)濾， 用流水洗凈，干燥；在2M的HN03溶液中超聲24h，回流24h，過(guò)濾，用 流水洗凈；然后在pH為8-10，濃度為20-40 wt。/。的OP-10的水溶液中超聲 5 h，過(guò)濾，用流水洗凈，反復(fù)2-3次后，浸入3 M的HC1溶液中，超聲12-24 h，過(guò)濾，用流水洗凈，干燥；最后在體積比為0.5:1-9.5:1的濃硫酸和濃硝 酸中超聲72-96 h后，回流72-96 h，離心，用流水洗凈，干燥。以上處理過(guò) 程在純化納米金剛石的同時(shí)，使其表面產(chǎn)生羧基官能團(tuán)；(2) 將預(yù)處理后的納米金剛石和鹵化試劑在有機(jī)溶劑中攪拌均勻，然后超聲、離 心，經(jīng)丙酮或四氫呋喃或乙醚或四氯化碳洗凈后，在室溫下真空干燥，得到 表面帶有酰鹵官能團(tuán)的納米金剛石；(3) 將上述表面帶有酰鹵官能團(tuán)的納米金剛石、二元官能團(tuán)有機(jī)化合物和脫酸劑 在有機(jī)溶劑中混合，攪拌均勻，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下超聲反應(yīng)充分，蒸除溶劑， 再經(jīng)丙酮或四氫呋喃或乙醚或四氯化碳洗凈后，在室溫下真空干燥，得到表 面帶有活潑官能團(tuán)的改性納米金剛石。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液的制備方法，其特征在于所述 步驟(2)中的納米金剛石為l-15g，鹵化試劑為l-100g;有機(jī)溶劑為50-1000 ml; 攪拌條件為溫度10-50 °C，時(shí)間0.5-12 h;超聲條件為在100 kHz、 200W的超聲 儀中于30-80 。C下超聲12-72 h;離心條件為以800-5000 rpm的轉(zhuǎn)速離心5-60 min; 真空干燥的條件為在10-40'C下真空干燥12-48 h。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液的制備方法，其特征在于所述 步驟(2)中的酰卣化試劑為三氯化磷、五氯化磷、三溴化磷或氯化亞砜中的一種； 有機(jī)溶劑為丙酮、四氫呋喃、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、二甲亞砜、N-甲基吡咯 烷酮、N,N'-二甲基甲酰胺或N,N'-二甲基乙酰胺中的任一種或任幾種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液的制備方法，其特征在于所述 步驟(3)中的納米金剛石為0.1-15 g; 二元官能團(tuán)有機(jī)化合物為5-100 g;脫酸劑為 1-50 ml;有機(jī)溶劑為50-1000 ml;攪拌條件是在30-60 。C下攪拌1-12 h;超聲條件是 在100 kHz、200 W的超聲儀中30-100 'C下超聲12-48 h;真空干燥的條件是在10-30°C 下真空干燥12-72h; 二元官能團(tuán)活性有機(jī)化合物為乙二醇、1，3-丙二醇，1，3-丁二醇、 1，4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、 一縮二乙二醇、乙二胺、1，3-丙二胺和1,6-己二 胺中的任一種；所述的脫酸劑為三乙胺、吡啶、3-甲基吡啶和二甲基吡啶中的任一種或任兩種；所述的有機(jī)溶劑為丙酮、四氫呋喃、苯、甲苯、二甲苯、四氯化碳、二甲 亞砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N，-二甲基甲酰胺或N,N，-二甲基乙酰胺中的任一種或任幾 種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鎳-納米金剛石復(fù)合鍍液，是由改性納米金剛石的水或稀硫酸溶液，與硫酸鎳、氯化鎳、硼酸、糖精和丁炔二醇的水溶液，按體積比為0.1-2∶22混合組成。本發(fā)明還公開(kāi)了上述復(fù)合鍍液的制備方法。本發(fā)明的復(fù)合鍍液具有高度的穩(wěn)定性，解決了納米金剛石的復(fù)合電鍍技術(shù)中存在的納米金剛石容易團(tuán)聚而沉降、鍍液不穩(wěn)定的關(guān)鍵問(wèn)題，并且有利于穩(wěn)定控制復(fù)合鍍層的結(jié)構(gòu)與性能；在配制過(guò)程中不需要采用超聲技術(shù)和有機(jī)表面活性劑，不僅有利于降低電鍍成本，簡(jiǎn)化電鍍工藝，而且避免了使用含硫、磷等元素的表面活性劑所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題；該鍍液經(jīng)簡(jiǎn)單的電鍍工藝得到的復(fù)合鍍層光亮、平整，與相同條件下得到的不含納米金剛石的鍍層相比較，其顯微硬度最大可提高38％，摩擦系數(shù)可降低29％。
文檔編號(hào)C25D3/12GK101280452SQ200710032859
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者剛 柯, 石 浣, 黃風(fēng)雷 申請(qǐng)人:石 浣