CN105086663A - 海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液、其制备方法及用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液，其特征是，包括以下组分及各组分的浓度为：以N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂的混合物为溶剂，纳米聚四氟乙烯的浓度为3.0～4.0g/L，纳米石墨烯的浓度为1.5～2.5g/L，纳米碳化硅的浓度为0.5～1.5g/L；本发明提供的海洋装备用钢铁表面耐磨耐蚀疏水的处理方法，利用溶液中微弧等离子体产生的热冲击作用，在钢铁表面形成具有随机分布的仿生织构，随后再用凝胶溶胶法在钢铁表面形成耐磨耐蚀疏水的膜层，解决了钢铁表面与水直接接触产生的海水腐蚀和海洋微生物腐蚀问题；钢铁件可直接进行处理，工艺简单，很好地降低了成本。

Description

海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液、其制备方法及用途
技术领域
本发明涉及一种海水中钢铁表面耐磨耐蚀疏水的处理方法，特别是一种海洋装备中钢铁表面耐磨耐蚀疏水的处理方法，属于金属表面处理技术领域。
背景技术
在海水中钢铁表面因氯离子腐蚀和海洋微生物腐蚀而腐蚀防护问题。为了降低氯离子腐蚀和减轻海洋微生物腐蚀，在生产和实际应用中使用了不同的方法，钢铁表面的耐磨耐蚀疏水处理方法可达到上述效果。专利(朱厚信，张军一种自清洁防水涂料及其制备方法，CN201410590728.4)与专利(黄江益，一种超疏油疏水涂层及其加工方法，CN201410421030.X)分别叙述了无机材料和有机材料的防水涂层，但其存在变形、耐磨耐蚀性差等问题，这样容易导致海水中钢铁件的锈蚀和破坏。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供的海洋装备用钢铁表面耐磨耐蚀疏水的处理方法，利用溶液中微弧等离子体产生的热冲击作用，在钢铁表面形成具有随机分布的仿生织构，随后再用凝胶溶胶法在钢铁表面形成耐磨耐蚀疏水的膜层，解决了钢铁表面与水直接接触产生的海水腐蚀和海洋微生物腐蚀问题；钢铁件可直接进行处理，工艺简单，很好地降低了成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液，其特征是，包括以下组分及各组分的浓度为：以N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂的混合物为溶剂，纳米聚四氟乙烯的浓度为3.0-4.0g/L，纳米石墨烯的浓度为1.5-2.5g/L，纳米碳化硅的浓度为0.5-1.5g/L。纳米聚四氟乙烯、纳米石墨烯、纳米碳化硅均匀分散在N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂溶剂中形成均匀纳米流体，利用纳米碳化硅的耐磨、纳米石墨烯的导电防海水腐蚀和纳米聚四氟乙烯的防微生物腐蚀，与钢铁表面仿生织构和溶胶凝胶形成表面薄膜共同作用，起到耐磨耐蚀疏水的效果。
优选的是，N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂的体积比为1:0.1～20。
优选的是，N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂的体积比为7:3
优选的是，纳米聚四氟乙烯的浓度为3.0g/L，纳米石墨烯的浓度为1.5g/L，纳米碳化硅的浓度为0.5g/L。
优选的是，纳米聚四氟乙烯的浓度为3.5g/L，纳米石墨烯的浓度为2.0g/L，纳米碳化硅的浓度为1.0g/L。
优选的是，纳米聚四氟乙烯的浓度为4.0g/L，纳米石墨烯的浓度为2.5g/L，纳米碳化硅的浓度为1.5g/L。
一种海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液的制备方法，其特征是，以N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂的混合物为溶剂，在超声和磁场搅拌共同作用下，依次加入一定量的纳米聚四氟乙烯、纳米碳化硅、纳米石墨烯，搅拌均匀制得。
一种海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液的用途，其特征是，包括以下步骤：
步骤一：钢铁件经过微弧等离子体处理，钢铁件表面形成随机分布的仿生织构。
步骤二：将处理后的钢铁件置入处理液中多次提拉，待其表面均匀成膜，提出，使其自然固化和干燥，即形成钢铁件表面耐磨耐蚀疏水膜层，用于海洋气候中风电装备或海洋装备。
本发明所达到的有益效果：本发明提供的海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液，利用溶液中微弧等离子体产生的热冲击作用，在钢铁表面形成具有随机分布的仿生织构，随后再用凝胶溶胶法在钢铁表面形成耐磨耐蚀疏水的膜层，解决了钢铁表面与水直接接触产生的海水腐蚀和海洋微生物腐蚀问题；钢铁件可直接进行处理，工艺简单，很好地降低了成本；所述海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液纳米聚四氟乙烯、纳米石墨烯、纳米碳化硅均匀分散在N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂溶剂中形成均匀纳米流体，利用纳米碳化硅的耐磨、纳米石墨烯的导电防海水腐蚀和纳米聚四氟乙烯的防微生物腐蚀，与钢铁表面仿生织构和溶胶凝胶形成表面薄膜共同作用，起到耐磨耐蚀疏水的效果。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：一种海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液，包括以下组分及各组分的浓度为：以N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂的体积比为7:3的混合物为溶剂，纳米聚四氟乙烯的浓度为3.0g/L，纳米石墨烯的浓度为1.5g/L，纳米碳化硅的浓度为0.5g/L。
一种海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液的制备方法，其特征是，以N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂的混合物为溶剂，在超声和磁场搅拌共同作用下，依次加入一定量的纳米聚四氟乙烯、纳米碳化硅、纳米石墨烯，搅拌均匀制得处理液；之后，将钢铁件进行微弧等离子体处理，钢铁件表面形成随机分布的仿生织构，将处理后的钢铁件置入处理液中多次提拉，待其表面均匀成膜，提出，使其自然固化和干燥，即形成钢铁件表面耐磨耐蚀疏水膜层，用于海洋气候中风电装备或海洋装备。
实施例2：一种海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液，包括以下组分及各组分的浓度为：以N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂的体积比为7:3的混合物为溶剂，纳米聚四氟乙烯的浓度为3.5g/L，纳米石墨烯的浓度为2.0g/L，纳米碳化硅的浓度为1.0g/L。
一种海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液的制备方法，其特征是，以N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂的混合物为溶剂，在超声和磁场搅拌共同作用下，依次加入一定量的纳米聚四氟乙烯、纳米碳化硅、纳米石墨烯，搅拌均匀制得处理液；之后，将钢铁件进行微弧等离子体处理，钢铁件表面形成随机分布的仿生织构，将处理后的钢铁件置入处理液中多次提拉，待其表面均匀成膜，提出，使其自然固化和干燥，即形成钢铁件表面耐磨耐蚀疏水膜层，用于海洋气候中风电装备或海洋装备。
实施例3：一种海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液，包括以下组分及各组分的浓度为：以N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂的体积比为7:3的混合物为溶剂，纳米聚四氟乙烯的浓度为4.0g/L，纳米石墨烯的浓度为2.5g/L，纳米碳化硅的浓度为1.5g/L。
一种海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液的制备方法，其特征是，以N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂的混合物为溶剂，在超声和磁场搅拌共同作用下，依次加入一定量的纳米聚四氟乙烯、纳米碳化硅、纳米石墨烯，搅拌均匀制得处理液；之后，将钢铁件进行微弧等离子体处理，钢铁件表面形成随机分布的仿生织构，将处理后的钢铁件置入处理液中多次提拉，待其表面均匀成膜，提出，使其自然固化和干燥，即形成钢铁件表面耐磨耐蚀疏水膜层，用于海洋气候中风电装备或海洋装备。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液，其特征是，包括以下组分及各组分的浓度为：以N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂的混合物为溶剂，纳米聚四氟乙烯的浓度为3.0～4.0g/L，纳米石墨烯的浓度为1.5～2.5g/L，纳米碳化硅的浓度为0.5～1.5g/L。
2.根据权利要求1所述的海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液，其特征是，N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂的体积比为1:0.1～20。
3.根据权利要求1所述的海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液，其特征是，N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂的体积比为7:3。
4.根据权利要求2所述的海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液，其特征是，纳米聚四氟乙烯的浓度为3.0g/L，纳米石墨烯的浓度为1.5g/L，纳米碳化硅的浓度为0.5g/L。
5.根据权利要求2所述的海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液，其特征是，纳米聚四氟乙烯的浓度为3.5g/L，纳米石墨烯的浓度为2.0g/L，纳米碳化硅的浓度为1.0g/L。
6.根据权利要求2所述的海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液，其特征是，纳米聚四氟乙烯的浓度为4.0g/L，纳米石墨烯的浓度为2.5g/L，纳米碳化硅的浓度为1.5g/L。
7.一种海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液的制备方法，其特征是，以N-聚乙烯吡咯烷酮和环氧树脂的混合物为溶剂，在超声和磁场搅拌共同作用下，依次加入一定量的纳米聚四氟乙烯、纳米碳化硅、纳米石墨烯，搅拌均匀制得。
8.一种海洋装备用钢铁表面耐蚀疏水处理液的用途，其特征是，包括以下步骤：
步骤一：钢铁件经过微弧等离子体处理，钢铁件表面形成随机分布的仿生织构；
步骤二：将处理后的钢铁件置入处理液中多次提拉，待其表面均匀成膜，提出，使其自然固化和干燥，即形成钢铁件表面耐磨耐蚀疏水膜层，用于海洋气候中风电装备或海洋装备。
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