CN110423999A - 一种不锈钢表面亲水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属表面处理技术领域，公开了一种不锈钢表面亲水处理方法，包括以下步骤：(1)将A剂均匀刷涂在不钢板表面，静置反应10‑30min；(2)将B剂均匀刷涂在不锈钢表面，静置反应10‑30min；(3)用水冲洗不锈钢表面，并将水晾干；其中，A剂包括植酸、乙二胺四乙酸二钠、羟乙基乙二胺三乙酸、二羟乙基甘氨酸、二乙烯三胺五乙酸、氨基三乙酸、亚胺基二琥珀酸、羟基乙叉二膦酸中的一种或几种，B剂为三价铁离子溶液。本发明能够解决现有技术中在对不锈钢表面进行亲水处理时因处理条件苛刻而不利于进行大面积钢表面处理的问题。

Description

一种不锈钢表面亲水处理方法
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，具体涉及了一种不锈钢表面亲水处理方法。
背景技术
水膜静电分离系统通过采用高压静电去除喷漆室产生的过喷漆雾，具有结构简单、维护方便、节能环保、除漆雾效率高等特点，是迄今为止废漆雾处理最先进的技术。不锈钢水帘板作为收集漆雾的重要结构，具有优良的机械强度、耐腐蚀性、焊接性及综合力学性能，但由于其表面羟基、羧基数量不够或者分布不均，表面粘有油雾等原因而表现出亲水性较差，进而导致水帘板布水不均、不连续甚至出现中断带、漆雾粘板等不良现象。因此需要增强不锈钢水帘板表面的亲水疏油特性。
现有文献中公开的不锈钢表面亲水膜层的制备通常需要特殊的仪器设备或者制备条件苛刻，不利于进行大面积的钢表面处理。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种不锈钢表面亲水处理方法，以解决现有技术中在对不锈钢表面进行亲水处理时因处理条件苛刻而不利于进行大面积钢表面处理的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种不锈钢表面亲水处理方法，包括以下步骤：
(1)将A剂均匀刷涂在不钢板表面，静置反应10-30min；
(2)将B剂均匀刷涂在不锈钢表面，静置反应10-30min；
(3)用水冲洗不锈钢表面，并将水晾干；
其中，A剂包括植酸、乙二胺四乙酸二钠、羟乙基乙二胺三乙酸、二羟乙基甘氨酸、二乙烯三胺五乙酸、氨基三乙酸、亚胺基二琥珀酸、羟基乙叉二膦酸中的一种或几种，B剂为三价铁离子溶液。
与现有技术相比，本发明的原理及有益效果：
1、本发明的不锈钢表面亲水膜层，制备方法简单便捷、制备条件温和，易于进行大面积不锈钢表面处理。
2、本发明的不锈钢表面亲水膜层厚度可通过自组装次数调节，可控性高。
3、本发明的不锈钢表面亲水膜层润湿性好，具有很好的亲水疏油特性，其中，水接触角<10°，油接触角>150°。
4、本发明的不锈钢表面亲水膜层稳定性高，在水流速为3.5L/min持续冲刷72h，亲水性几乎保持不变。
进一步，所述B剂包括三氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的一种或几种。上述三种三价铁离子化合物简单易得，且能够满足要求。
进一步，所述A剂浓度为0.10-0.20mol/L，B剂中铁离子浓度为0.2-0.40mol/L。该条件下，对不锈钢表面进行亲水处理的效果更好。
进一步，所述A剂溶液pH为8.0-9.0。该弱碱性条件下，对不锈钢表面进行亲水处理的效果更好。
进一步，所述A剂和B剂的使用体积比为1:1-1:3。该条件下，对不锈钢表面进行亲水处理的效果更好，且不会造成浪费。
进一步，在不锈钢表面刷涂A剂前，对不锈钢表面进行清洗，包括以下步骤：碱清洗、第一次水清洗、酸清洗和第二次水清洗。通过预先对不锈钢表面进行清洗，依次利用碱清洗、水清洗、算清洗、水清洗，去除不锈钢表面上的杂质，避免杂质对后续亲水处理造成不良影响。
进一步，所述碱清洗的时间为15-30min，清洗时使用了碱清洗液，碱清洗液由5.0-20.0g/L氢氧化钠、10.0-25.0g/L碳酸钠和10.0-30.0g/L去污粉组成。通过碱清洗去除部分杂质，而使用该碱清洗液反应后不会产生新的杂质，使清洗更加干净、彻底。
进一步，所述酸清洗的时间为15-30min，清洗时使用了酸清洗液，酸清洗液由2.0％-5.0％盐酸和10.0-20.0g/L高锰酸钾混合溶液组成。通过酸清洗去除剩余部分杂质，使用该酸清洗液能够更好地将杂质去除，且不会产生新的杂质。
进一步，所述第一次水清洗和第二次水清洗的时间均为5-10min。该条件下，能够将溶于水的杂质和多余的碱清洗液冲洗掉，避免碱清洗液对后续酸清洗造成不良影响。
本发明的目的之二是提供一种不锈钢表面亲水处理药剂，包括A剂和B剂。
该药剂的成分简单，且易于得到，且利用该药剂对不锈钢表面进行亲水处理能够得到稳定性高、润湿性好的亲水膜层。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
在以下具体实施例中，以不锈钢表面与水滴的接触角表示其亲水性能，以自清洁制品表面与油滴的接触角表示其疏油性，接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液体与固-液交界线之间的夹角θc。θc越小就越亲水，θc越大就越疏水。接触角是由(旋转)光学接触角测量仪SDC-350(东莞市晟鼎精密仪器有限公司)测得。
实施例一：
将不锈钢板依次用碱清洗液(氢氧化钠10.0g/L，碳酸钠10.0g/L，去污粉10.0g/L)清洗20min、水清洗5min、酸清洗液(2.0％盐酸和10.0g/L高锰酸钾混合溶液)清洗20min和水清洗5min。
然后将10.0mL 0.1mol/L A剂均匀刷涂在清洗过的不锈钢板表面，静置反应20min。再将10.0mL 0.2mol/L B剂均匀刷涂在不锈钢板表面，静置反应20min。本实施例中，A剂为乙二胺四乙酸二钠溶液，B剂为三氯化铁溶液。
最后用水冲洗不锈钢板表面，晾干后，经测试不锈钢板表面与水滴的接触角θc<10°，该测试结果表明不锈钢表面具有非常好的亲水特性。
实施例二：
将不锈钢板依次用碱清洗液(氢氧化钠10.0g/L，碳酸钠10.0g/L，去污粉10.0g/L)清洗20min、水清洗5min、酸清洗液(2.0％盐酸和10.0g/L高锰酸钾混合溶液)清洗20min和水清洗5min。
然后将10.0mL 0.1mol/L A剂均匀刷涂在清洗过的不锈钢板表面，静置反应20min。再将10.0mL 0.2mol/L B剂均匀刷涂在不锈钢板表面，静置反应20min。本实施例中，A剂为植酸与乙二胺四乙酸二钠组成的混合溶液，B剂为硫酸铁溶液。
最后用水冲洗不锈钢板表面，晾干后，经测试不锈钢板表面与水滴的接触角θc<10°，该测试结果表明不锈钢表面具有非常好的亲水特性。
实施例三：
将不锈钢板依次用碱清洗液(氢氧化钠10.0g/L，碳酸钠10.0g/L，去污粉10.0g/L)清洗20min、水清洗5min、酸清洗液(2.0％盐酸和10.0g/L高锰酸钾混合溶液)清洗20min和水清洗5min。
然后将10.0mL 0.1mol/L A剂均匀刷涂在清洗过的不锈钢板表面，静置反应20min。再将10.0mL 0.1mol/L B剂均匀刷涂在不锈钢板表面，静置反应20min。本实施例中，A剂为羟乙基乙二胺三乙酸溶液，B剂为硫酸铁溶液。
最后用水冲洗不锈钢板表面，晾干后，经测试不锈钢板表面与水滴的接触角θc<10°，该测试结果表明不锈钢表面具有非常好的亲水特性。
实施例四：
将不锈钢板依次用碱清洗液(氢氧化钠10.0g/L，碳酸钠10.0g/L，去污粉10.0g/L)清洗20min、水清洗5min、酸清洗液(2.0％盐酸和10.0g/L高锰酸钾混合溶液)清洗20min和水清洗5min。
然后将10.0mL 0.1mol/L A剂均匀刷涂在清洗过的不锈钢板表面，静置反应20min。再将10.0mL 0.1mol/L B剂均匀刷涂在不锈钢板表面，静置反应20min。本实施例中，A剂为植酸与乙二胺四乙酸二钠组成的混合溶液，B剂为硫酸铁溶液。
最后用水冲洗不锈钢板表面，晾干后，经测试不锈钢板表面与水滴的接触角θc<10°，该测试结果表明不锈钢表面具有非常好的亲水特性。
实施例五：
将不锈钢板依次用碱清洗液(氢氧化钠5.0g/L，碳酸钠10.0g/L，去污粉20.0g/L)清洗25min、水清洗7min、酸清洗液(3.0％盐酸和15.0g/L高锰酸钾混合溶液)清洗15min和水清洗7min。
然后将10.0mL 0.2mol/L A剂均匀刷涂在清洗过的不锈钢板表面，静置反应10min。再将10.0mL 0.3mol/L B剂均匀刷涂在不锈钢板表面，静置反应10min。本实施例中，A剂为二羟乙基甘氨酸溶液，B剂为硝酸铁溶液。
最后用水冲洗不锈钢板表面，晾干后，经测试不锈钢板表面与水滴的接触角θc<10°，该测试结果表明不锈钢表面具有非常好的亲水特性。
实施例六：
将不锈钢板依次用碱清洗液(氢氧化钠15.0g/L，碳酸钠15.0g/L，去污粉15.0g/L)清洗20min、水清洗10min、酸清洗液(4.0％盐酸和15.0g/L高锰酸钾混合溶液)清洗20min和水清洗10min。
然后将10.0mL 0.2mol/L A剂均匀刷涂在清洗过的不锈钢板表面，静置反应10min。再将10.0mL 0.2mol/L B剂均匀刷涂在不锈钢板表面，静置反应30min。本实施例中，A剂为二乙烯三胺五乙酸和亚胺基二琥珀酸组成的混合溶液，B剂为硫酸铁溶液。
最后用水冲洗不锈钢板表面，晾干后，经测试不锈钢板表面与水滴的接触角θc<10°，该测试结果表明不锈钢表面具有非常好的亲水特性。
实施例七：
将不锈钢板依次用碱清洗液(氢氧化钠20.0g/L，碳酸钠25.0g/L，去污粉25.0g/L)清洗30min、水清洗10min、酸清洗液(5.0％盐酸和20.0g/L高锰酸钾混合溶液)清洗30min和水清洗10min。
然后将10.0mL 0.1mol/L A剂均匀刷涂在清洗过的不锈钢板表面，静置反应30min。再将10.0mL 0.3mol/L B剂均匀刷涂在不锈钢板表面，静置反应30min。本实施例中，A剂为氨基三乙酸和羟基乙叉二膦酸组成的混合溶液，B剂为三氯化铁溶液。
最后用水冲洗不锈钢板表面，晾干后，经测试不锈钢板表面与水滴的接触角θc<10°，该测试结果表明不锈钢表面具有非常好的亲水特性。
根据(旋转)光学接触角测量仪SDC-350(东莞市晟鼎精密仪器有限公司)测得的数据如下：不锈钢板进行表面亲水处理前接触角为69.999°，表面处理后接触角达到6.504°，在水流持续冲刷72h后测得的接触角为6.756°。由此可见，经本发明提供的方法处理后，不锈钢表面具有非常好的亲水特性，且其亲水膜层稳定性高，其亲水性几乎保持不变。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种不锈钢表面亲水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将A剂均匀刷涂在不钢板表面，静置反应10-30min；
(2)将B剂均匀刷涂在不锈钢表面，静置反应10-30min；
(3)用水冲洗不锈钢表面，并将水晾干；
其中，A剂包括植酸、乙二胺四乙酸二钠、羟乙基乙二胺三乙酸、二羟乙基甘氨酸、二乙烯三胺五乙酸、氨基三乙酸、亚胺基二琥珀酸、羟基乙叉二膦酸中的一种或几种，B剂为三价铁离子溶液。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢表面亲水处理方法，其特征在于：所述B剂包括三氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的一种不锈钢表面亲水处理方法，其特征在于：所述A剂浓度为0.10-0.20mol/L，B剂中铁离子浓度为0.2-0.40mol/L。
4.根据权利要求3所述的一种不锈钢表面亲水处理方法，其特征在于：所述A剂溶液pH为8.0-9.0。
5.根据权利要求4所述的一种不锈钢表面亲水处理方法，其特征在于：所述A剂和B剂的使用体积比为1:1-1:3。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种不锈钢表面亲水处理方法，其特征在于：在不锈钢表面刷涂A剂前，对不锈钢表面进行清洗，包括以下步骤：碱清洗、第一次水清洗、酸清洗和第二次水清洗。
7.根据权利要求6所述的一种不锈钢表面亲水处理方法，其特征在于：所述碱清洗的时间为15-30min，清洗时使用了碱清洗液，碱清洗液由5.0-20.0g/L氢氧化钠、10.0-25.0g/L碳酸钠和10.0-30.0g/L去污粉组成。
8.根据权利要求6所述的一种不锈钢表面亲水处理方法，其特征在于：所述酸清洗的时间为15-30min，清洗时使用了酸清洗液，酸清洗液由2.0％-5.0％盐酸和10.0-20.0g/L高锰酸钾混合溶液组成。
9.根据权利要求6所述的一种不锈钢表面亲水处理方法，其特征在于：所述第一次水清洗和第二次水清洗的时间均为5-10min。
10.一种不锈钢表面亲水处理药剂，其特征在于：包括A剂和B剂。
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