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(chǎng)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(rùn)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。