CN114016008B - 一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层及其制备方法 - Google Patents

一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种化学镀Ni‑P‑PTFE‑TiO2复合纳米镀层及其制备方法，具体涉及表面镀覆技术领域，包括：基材、Ni‑P‑PTFE‑TiO2复合镀液。本发明在镀层中引入高度分散的TiO2纳米颗粒和PTFE微粒，添加剂和表面活性剂的复合作用保证材料微粒在镀液中的高悬浮度；本发明制备的镀层具有较高的抗腐蚀和抑垢能力，可应对能源、化工等领域换热设备和管道的腐蚀和污垢问题；表面活性剂和添加剂的加入，显著提高了纳米TiO2和PTFE微粒在镀液中的悬浮的稳定程度，可保证纳米TiO2和PTFE微粒长时间悬浮于镀液中不发生聚沉；本配方稳定性较好，在施镀过程中基本无需搅拌，为中试及工业化生产带来便利。

Description

一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层及其制备方法
技术领域
本发明涉及表面镀覆技术领域，更具体地说，本发明涉及一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层及其制备方法。
背景技术
换热设备污垢问题广泛存在于能源化工领域，据调查，百分之九十以上的换热设备存在污垢问题。污垢的存在导致换热设备传热性能下降50-80％，流动阻力和能耗增加，污垢的沉积还往往诱发垢下腐蚀，甚至造成设备报废，严重影响设备安全运行。工业设备因污垢问题停机、清洗及检修等产生的费用巨大，据统计，发达国家因应对污垢问题投入的费用占国民生产总值的0.25％。研究有效抑制和减轻设备表面污垢问题的技术和对策，已经成为国内外解决设备污垢问题亟待解决的难题之一。表面改性技术的发展为抑制或减轻换热设备表面污垢问题提供了新的思路。以Ni-P为代表的非晶合金涂层展现出优良的抗腐蚀性、防结垢性能和强制传热能力，在工业上已经得到广泛应用。
工业换热设备运行过程中，除了面临结垢问题，往往还要面临严峻的腐蚀问题。研究开发新型高效防垢、耐腐蚀性的涂层表面，对延长换热设备运行周期，减少换热设备维护，促进节能减排具有积极的推动意义。现有的复合镀层表面的抗垢性能不佳，冷却水污垢附着及由此带来的腐蚀问题较为严重。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层及其制备方法。
一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层，包括基材、Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液，将预处理后的基材放入到Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液中，在基材表面形成Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层。
进一步的，所述Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液各组分配比以每升蒸馏水计为：硫酸镍15～35g/L；次亚磷酸钠15～35g/L；无水醋酸钠10～25g/L；乳酸15～35g/L；柠檬酸钠10～25g/L；TiO2纳米颗粒0.2～5g/L；表面活性剂50～100mg/L；氨基乙酸0～8g/L；添加剂100～300mg/L；多孔氮化硼纳米片0.1～2g/L；纳米银粒子0.1～2g/L；聚四氟乙烯微粉14～18g/L。
进一步的，所述Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液各组分配比以每升蒸馏水计为：硫酸镍15g/L；次亚磷酸钠15g/L；无水醋酸钠10g/L；乳酸15g/L；柠檬酸钠10g/L；TiO2纳米颗粒0.2g/L；表面活性剂50mg/L；氨基乙酸0g/L；添加剂100mg/L；多孔氮化硼纳米片0.1g/L；纳米银粒子0.1g/L；聚四氟乙烯微粉14g/L。
进一步的，所述Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液各组分配比以每升蒸馏水计为：硫酸镍35g/L；次亚磷酸钠35g/L；无水醋酸钠25g/L；乳酸35g/L；柠檬酸钠25g/L；TiO2纳米颗粒5g/L；表面活性剂100mg/L；氨基乙酸8g/L；添加剂300mg/L；多孔氮化硼纳米片2g/L；纳米银粒子2g/L；聚四氟乙烯微粉18g/L。
进一步的，所述Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液各组分配比以每升蒸馏水计为：硫酸镍25g/L；次亚磷酸钠25g/L；无水醋酸钠18g/L；乳酸25g/L；柠檬酸钠18g/L；TiO2纳米颗粒2.6g/L；表面活性剂75mg/L；氨基乙酸4g/L；添加剂200mg/L；多孔氮化硼纳米片1.1g/L；纳米银粒子1.1g/L；聚四氟乙烯微粉16g/L。
所述基材为碳钢；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或丁二酸；所述添加剂为羧甲基纤维素钠或阿拉伯树胶粉。
本发明还提供一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：基材预处理：通过砂纸打磨，碱洗除油，酸洗，水洗，活化，水洗，吹干得到表面光洁、活化程度高的基体材料备用；
步骤二：纳米TiO2预处理：将纳米TiO2加入去离子水，加入表面活性剂、添加剂，在磁力搅拌器上搅拌1h，然后进行超声波分散2～2.5小时，超声分散温度为35～45℃，得到纳米TiO2乳液；
步骤三：PTFE乳液制备：将PTFE微粒加入去离子水，加入表面活性剂、添加剂，在磁力搅拌器上搅拌30分钟，然后进行超声分散1小时，超声分散温度为30～40℃，得到PTFE乳液；
步骤四：Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液配置：按比例称取硫酸镍、乳酸、无水醋酸钠、柠檬酸钠试剂依次加入蒸馏水中，每次加入下一个试剂前保证上一个试剂完全溶解，然后加入次亚磷酸钠、氨基乙酸、多孔氮化硼纳米片、纳米银粒子，用氨水将调好pH＝4.6～5.2，机械搅拌5～10分钟后加入预处理的纳米TiO2乳液，加入步骤三中制备好的PTFE乳液，机械搅拌2小时后超声分散0.5～1小时，得到Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液；
步骤五：将步骤一中预处理后的基材表面在30％盐酸中活化5～20s，当表面出现均匀气泡时拿出，用蒸馏水迅速冲洗干净；
步骤六：将步骤四中制得的Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液放入恒温水浴加热，温度控制在85～88℃左右；
步骤七：将步骤五中得到的基材放入步骤六中经过加热的镀液中，施镀2h，期间，每半小时调整一次pH值；
步骤八：取出镀片，用温水清洗干净，吹干即可得到高效抗垢防腐蚀的化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层。
进一步的，在步骤一中，碱性除油过程中使用的除油液配方为：氢氧化钠：30g/L，碳酸钠：50g/L，磷酸三钠：70g/L，OP乳化剂：3～5g/L，温度：70～80℃；在步骤一中，采用金相砂纸打磨，依次使用600#，800#，1000#，1200#的砂纸对基材逐一打磨；在步骤一中，用浓度为20％硫酸酸洗20～30s，用浓度为10％硫酸活化20～30s；在步骤二和步骤三中，机械搅拌转速为500～700rpm。
进一步的，在步骤一中，碱性除油过程中使用的除油液配方为：氢氧化钠：30g/L，碳酸钠：50g/L，磷酸三钠：70g/L，OP乳化剂：3g/L，温度：70℃；在步骤一中，采用金相砂纸打磨，依次使用600#，800#，1000#，1200#的砂纸对基材逐一打磨；在步骤一中，用浓度为20％硫酸酸洗20s，用浓度为10％硫酸活化20s；在步骤二和步骤三中，机械搅拌转速为500rpm。
进一步的，在步骤一中，碱性除油过程中使用的除油液配方为：氢氧化钠：30g/L，碳酸钠：50g/L，磷酸三钠：70g/L，OP乳化剂：4g/L，温度：75℃；在步骤一中，采用金相砂纸打磨，依次使用600#，800#，1000#，1200#的砂纸对基材逐一打磨；在步骤一中，用浓度为20％硫酸酸洗25s，用浓度为10％硫酸活化25s；在步骤二和步骤三中，机械搅拌转速为600rpm。
本发明的技术效果和优点：
1、采用本发明的原料配方所制备出的化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层，在镀层中引入高度分散的TiO2纳米颗粒和PTFE微粒，添加剂和表面活性剂的复合作用保证了纳米颗粒在镀液中的高悬浮度；此外，镀覆的复合纳米镀层可按照设计要求实现功能性改进；本发明制备的镀层具有较高的抗腐蚀和抑垢能力，腐蚀实验和抗垢实验结果表明，实验所获得Ni-P-TiO2复合纳米镀层的抗腐蚀和抗垢性能均优越于Ni-P镀层，可用于应对能源、化工等领域换热设备和管道的腐蚀和污垢问题；不同种类和配比的表面活性剂和添加剂的加入，显著提高了纳米TiO2和PTFE微粒在镀液中的悬浮的稳定程度，可保证纳米TiO2和PTFE微粒长时间悬浮于镀液中而不发生聚沉；纳米TiO2与多孔氮化硼纳米片进行共混复合，形成多孔氮化硼纳米片与纳米TiO2复合光催化剂，可有效提高纳米TiO2的光催化活性，进而加强复合纳米镀层的清洁度和安全性；同时纳米银粒子共混复合到多孔氮化硼纳米片中，PTFE同时和纳米银粒子共混复合到多孔氮化硼纳米片中，纳米银粒子、纳米TiO2、PTFE微粒与多孔氮化硼纳米片进行复配工作，PTFE微粒的化学稳定性好、摩擦系数极低、表面能低并具有不黏性等特点，可进一步加强复合纳米镀层的抗菌、耐腐蚀性能，耐磨性能；本配方稳定性较好，在施镀过程中基本无需搅拌，为中试及工业化生产带来便利；
2、本发明在制备化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层的过程中，将非水溶性的TiO2纳米微粒、PTFE微米颗粒和一定量的表面活性剂制成悬浮度高的乳液，然后加入到Ni-P化学镀溶液中，在化学镀过程中使其与主体金属共沉积在基材上，即可得Ni-P-PTFE-TiO2镀层；利用本发明方法制备的Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层，TiO2纳米颗粒沉积均匀，镀层表面平整，在保持了Ni-P非晶态化学镀层良好性能的基础上，纳米颗粒的加入使得镀层的硬度、耐腐蚀性能，耐磨性能和抑菌性能等得到显著提升，复合纳米镀层的应用可有效延长设备的工作寿命，减少设备清洗、停机维护等费用，节约生产成本。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明中实施例1复合纳米镀层SEM图像示意图；
图2是本发明中复合纳米镀层关于污垢附着程度示意图。
具体实施方式
下面将结合附图1-2与本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层，具体制备步骤如下：
1、将Q235经过金相砂纸打磨—碱液除油—水洗—酸洗除锈—水洗—活化—水洗，清洗干净后吹干，得到基材；
2、将纳米TiO2分散：取粒径为25nm的纳米TiO2，取蒸馏水500mL，以纳米TiO2在水溶液中1g/L的含量加入纳米TiO20.5g；以丁二酸在水溶液中2g/L的含量取其1g；以添加剂在水溶液中200mg/L的含量取其100mg；机械搅拌1h，超声分散2.5h，超声分散温度为40℃；
3、制备PTFE乳液：聚四氟乙烯微粉8g，十六烷基三甲基溴化铵4.5g/L,在磁力搅拌器上搅拌30分钟，然后进行超声分散1小时，超声分散温度为35℃；
4、配置Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液：取蒸馏水500mL，以硫酸镍25g/L、次亚磷酸钠30g/L、无水乙酸钠15g/L、柠檬酸钠15g/L、乳酸25mL/L、多孔氮化硼纳米片1.1g/L、纳米银粒子1.1g/L、分别称取硫酸镍12.5g/L、亚磷酸钠15g/L、无水乙酸钠7.5g/L、柠檬酸钠7.5g/L、乳酸12.5mL/L、多孔氮化硼纳米片0.55g、纳米银粒子0.55g，取适量氨水调节乳酸PH值到4.8，机械搅拌一段时间，加入步骤2中的纳米TiO2乳液和步骤3中的PTFE乳液；
5、将镀液放入恒温水浴锅中加热，水浴锅温度为85℃，等待镀液温度达到85℃；
6、将步骤1中的基材放入镀液中施镀2h，期间每半小时调整一次pH值；
7、取出试样，在温水中清洗后吹干。
实施例2：
与实施例1不同的是，在步骤2中，将纳米TiO2分散：取粒径为25nm的纳米TiO2，取蒸馏水500mL，以纳米TiO2在水溶液中0.5g/L的含量加入纳米TiO20.25g；以丁二酸在水溶液中1g/L的含量取其0.5g；以添加剂在水溶液中100mg/L的含量取其50mg；机械搅拌1h，超声分散2.5h，超声分散温度为40℃。
实施例3：
与实施例1-2均不同的是，在步骤2中，将纳米TiO2分散：取粒径为25nm的纳米TiO2，取蒸馏水500mL，以纳米TiO2在水溶液中0.2g/L的含量加入纳米TiO20.1g；以丁二酸在水溶液中0.5g/L的含量取其25mg；以添加剂在水溶液中100mg/L的含量取其50mg；机械搅拌1h，超声分散2.5h，超声分散温度为40℃。
实施例4：
与实施例1-3均不同的是，在步骤2中，将纳米TiO2分散：取粒径为25nm的纳米TiO2，取蒸馏水500mL，以纳米TiO2在水溶液中0.5g/L的含量加入纳米TiO20.25g；以丁二酸在水溶液中1g/L的含量取其0.5g；以添加剂在水溶液中100mg/L的含量取其50mg；机械搅拌1h，超声分散2.5h，超声分散温度为40℃。
实施例5：
与实施例1-4均不同的是，在步骤2中，将纳米TiO2分散：取粒径为25nm的纳米TiO2，取蒸馏水500mL，以纳米TiO2在水溶液中2g/L的含量加入纳米TiO21g；以丁二酸在水溶液中1g/L的含量取其0.5g；以添加剂在水溶液中100mg/L的含量取其50mg；机械搅拌1h，超声分散2.5h，超声分散温度为40℃。
分别取上述实施例1-5所制得的化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层以及Q235样品，进行污垢附着量测试，与Q235样品相比，Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层使微生物污垢附着力的附着力降低了98.86％。污垢附着结果如图2所示，以实施例1的镀层为研究对象，表面形貌如图1所示：
由图2可知，将非水溶性的TiO2纳米微粒、PTFE微米颗粒和一定量的表面活性剂制成悬浮度高的乳液，然后加入到Ni-P化学镀溶液中，在化学镀过程中使其与主体金属共沉积在基材上，即可得Ni-P-PTFE-TiO2镀层；在镀层中引入高度分散的TiO2纳米颗粒和PTFE微粒，添加剂和表面活性剂的复合作用保证了纳米颗粒在镀液中的高悬浮度；整个施镀过程几乎无需搅拌就能完成，为中试化、工业化生产和实际应用提供了便利；此外，镀覆的复合纳米镀层可按照设计要求实现功能性改进；本发明制备的镀层具有较高的抗腐蚀和抑垢能力，腐蚀实验和抗垢实验结果表明，实验所获得Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层的抗腐蚀和抗垢性能均优越于Ni-P镀层，可用于应对能源、化工等领域换热设备和管道的腐蚀和污垢问题；不同种类和配比的表面活性剂和添加剂的加入，显著提高了纳米TiO2和PTFE微粒在镀液中的悬浮的稳定程度，可保证纳米TiO2和PTFE微粒长时间悬浮于镀液中而不发生聚沉；纳米TiO2与多孔氮化硼纳米片进行共混复合，形成多孔氮化硼纳米片与纳米TiO2复合光催化剂，可有效提高纳米TiO2的光催化活性，进而加强复合纳米镀层的清洁度和安全性；同时纳米银粒子共混复合到多孔氮化硼纳米片中，纳米银粒子、纳米TiO2与多孔氮化硼纳米片进行复配工作，PTFE微粒的化学稳定性好、摩擦系数极低、表面能低并具有不黏性等特点，可进一步加强复合纳米镀层的抗菌、耐腐蚀性能，耐磨性能；本配方稳定性较好，在施镀过程中基本无需搅拌，为中试及工业化生产带来便利；利用本发明方法制备的Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层，TiO2纳米颗粒沉积均匀，镀层表面平整，在保持了Ni-P非晶态化学镀层良好性能的基础上，纳米颗粒的加入使得镀层的硬度、耐腐蚀性能，耐磨性能和抑菌性能等得到显著提升，复合纳米镀层的应用可有效延长设备的工作寿命，减少设备清洗、停机维护等费用，节约生产成本。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层，其特征在于：包括基材、Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液，将预处理后的基材放入到Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液中，在基材表面形成Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层；所述Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液各组分配比以每升蒸馏水计为：硫酸镍15～35g/L；次亚磷酸钠15～35g/L；无水醋酸钠10～25g/L；乳酸15～35g/L；柠檬酸钠10～25g/L；TiO2纳米颗粒0.2～5g/L；表面活性剂50～100mg/L；氨基乙酸0～8g/L；添加剂100～300mg/L；多孔氮化硼纳米片0.1～2g/L；纳米银粒子0.1～2g/L；聚四氟乙烯微粉14～18g/L。
2.根据权利要求1所述的一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层，其特征在于：所述Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液各组分配比以每升蒸馏水计为：硫酸镍15g/L；次亚磷酸钠15g/L；无水醋酸钠10g/L；乳酸15g/L；柠檬酸钠10g/L；TiO2纳米颗粒0.2g/L；表面活性剂50mg/L；氨基乙酸0g/L；添加剂100mg/L；多孔氮化硼纳米片0.1g/L；纳米银粒子0.1g/L；聚四氟乙烯微粉14g/L。
3.根据权利要求1所述的一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层，其特征在于：所述Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液各组分配比以每升蒸馏水计为：硫酸镍35g/L；次亚磷酸钠35g/L；无水醋酸钠25g/L；乳酸35g/L；柠檬酸钠25g/L；TiO2纳米颗粒5g/L；表面活性剂100mg/L；氨基乙酸8g/L；添加剂300mg/L；多孔氮化硼纳米片2g/L；纳米银粒子2g/L；聚四氟乙烯微粉18g/L。
4.根据权利要求1所述的一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层，其特征在于：所述Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液各组分配比以每升蒸馏水计为：硫酸镍25g/L；次亚磷酸钠25g/L；无水醋酸钠18g/L；乳酸25g/L；柠檬酸钠18g/L；TiO2纳米颗粒2.6g/L；表面活性剂75mg/L；氨基乙酸4g/L；添加剂200mg/L；多孔氮化硼纳米片1.1g/L；纳米银粒子1.1g/L；聚四氟乙烯微粉16g/L。
5.根据权利要求1所述的一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层，其特征在于：所述基材为碳钢；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或丁二酸；所述添加剂为羧甲基纤维素钠或阿拉伯树胶粉。
6.一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层的制备方法，其特征在于：具体制备步骤如下：
步骤一：基材预处理：通过砂纸打磨，碱洗除油，酸洗，水洗，活化，水洗，吹干得到表面光洁、活化程度高的基体材料备用；
步骤二：纳米TiO2预处理：将纳米TiO2加入去离子水，加入表面活性剂、添加剂，在磁力搅拌器上搅拌1h，然后进行超声波分散2～2.5小时，超声分散温度为35～45℃，得到纳米TiO2乳液；
步骤三：PTFE乳液制备：将PTFE微粒加入去离子水，加入表面活性剂、添加剂，在磁力搅拌器上搅拌30分钟，然后进行超声分散1小时，超声分散温度为30～40℃，得到PTFE乳液；
步骤四：Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液配置：按比例称取硫酸镍、乳酸、无水醋酸钠、柠檬酸钠试剂依次加入蒸馏水中，每次加入下一个试剂前保证上一个试剂完全溶解，然后加入次亚磷酸钠、氨基乙酸、多孔氮化硼纳米片、纳米银粒子，用氨水将调好pH＝4.6～5.2，机械搅拌5～10分钟后加入预处理的纳米TiO2乳液，加入步骤三中制备好的PTFE乳液，机械搅拌2小时后超声分散0.5～1小时，得到Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液；
步骤五：将步骤一中预处理后的基材表面在30％盐酸中活化5～20s，当表面出现均匀气泡时拿出，用蒸馏水迅速冲洗干净；
步骤六：将步骤四中制得的Ni-P-PTFE-TiO2复合镀液放入恒温水浴加热，温度控制在85～88℃左右；
步骤七：将步骤五中得到的基材放入步骤六中经过加热的镀液中，施镀2h，期间，每半小时调整一次pH值；
步骤八：取出镀片，用温水清洗干净，吹干即可得到高效抗垢防腐蚀的化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层。
7.根据权利要求6所述的一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层的制备方法，其特征在于：在步骤一中，碱性除油过程中使用的除油液配方为：氢氧化钠：30g/L，碳酸钠：50g/L，磷酸三钠：70g/L，OP乳化剂：3～5g/L，温度：70～80℃；在步骤一中，采用金相砂纸打磨，依次使用600#，800#，1000#，1200#的砂纸对基材逐一打磨；在步骤一中，用浓度为20％硫酸酸洗20～30s，用浓度为10％硫酸活化20～30s；在步骤二和步骤三中，机械搅拌转速为500～700rpm。
8.根据权利要求7所述的一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层的制备方法，其特征在于：在步骤一中，碱性除油过程中使用的除油液配方为：氢氧化钠：30g/L，碳酸钠：50g/L，磷酸三钠：70g/L，OP乳化剂：3g/L，温度：70℃；在步骤一中，采用金相砂纸打磨，依次使用600#，800#，1000#，1200#的砂纸对基材逐一打磨；在步骤一中，用浓度为20％硫酸酸洗20s，用浓度为10％硫酸活化20s；在步骤二和步骤三中，机械搅拌转速为500rpm。
9.根据权利要求7所述的一种化学镀Ni-P-PTFE-TiO2复合纳米镀层的制备方法，其特征在于：在步骤一中，碱性除油过程中使用的除油液配方为：氢氧化钠：30g/L，碳酸钠：50g/L，磷酸三钠：70g/L，OP乳化剂：4g/L，温度：75℃；在步骤一中，采用金相砂纸打磨，依次使用600#，800#，1000#，1200#的砂纸对基材逐一打磨；在步骤一中，用浓度为20％硫酸酸洗25s，用浓度为10％硫酸活化25s；在步骤二和步骤三中，机械搅拌转速为600rpm。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115821240A (zh) * 2022-11-30 2023-03-21 常州联德陶业有限公司 陶瓷加热器防水垢疏水涂层的加工工艺及其Ni-P/PTFE复合化学镀镀液

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5232744A (en) * 1991-02-21 1993-08-03 C. Uyemura & Co., Ltd. Electroless composite plating bath and method
WO2004031445A1 (en) * 2002-10-03 2004-04-15 Alberta Research Council Inc. Protective ceramic coating
JP2006257460A (ja) * 2005-03-15 2006-09-28 Ebara Udylite Kk 無電解ニッケル複合めっき浴および無電解ニッケル合金複合めっき浴
CN101240442A (zh) * 2008-03-13 2008-08-13 山东建筑大学 金属纳米复合电镀层镀液配方
JP2009102730A (ja) * 2007-10-02 2009-05-14 Hitachi Chem Co Ltd 無電解めっき樹脂粒子の製造方法
CN101457353A (zh) * 2009-01-05 2009-06-17 合肥工业大学 化学沉积镍-磷-纳米二氧化钛光催化复合涂层镀液及其镀覆方法
CN101545104A (zh) * 2009-04-25 2009-09-30 中国科学院青海盐湖研究所 一种纳米化学复合镀方法
CN102575367A (zh) * 2009-06-29 2012-07-11 奥克兰联合服务有限公司 在基材上制造金属-陶瓷涂层的镀覆或涂覆方法
JP2013014809A (ja) * 2011-07-05 2013-01-24 Nippon Kanizen Kk 無電解ニッケルめっき皮膜および無電解ニッケルめっき液
JP2014214341A (ja) * 2013-04-25 2014-11-17 日本カニゼン株式会社 無電解複合めっき皮膜、並びにそれが形成された摺動部品、転動部品及び金型
CN104213106A (zh) * 2014-09-26 2014-12-17 国家电网公司 一种镍锌磷-微粒复合化学镀层及其制备方法
EP2922981A2 (de) * 2012-11-21 2015-09-30 EPG (Engineered nanoProducts Germany) AG Hochabriebfeste antikalkschichten mit hoher chemischer beständigkeit
CN105132895A (zh) * 2015-09-22 2015-12-09 富耐克超硬材料股份有限公司 一种Ni-P化学镀液及Ni-P纳米立方氮化硼复合镀层的制备方法
CN107075683A (zh) * 2014-05-27 2017-08-18 奥克兰联合服务公司 于基材上产生金属‑陶瓷覆层的镀覆或涂覆方法
CN107190250A (zh) * 2017-05-24 2017-09-22 李华平 一种镀态高硬度高耐磨的纳米化学复合镀液及其使用方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6420228B2 (ja) * 2015-12-01 2018-11-07 株式会社神戸製鋼所 被覆粒子の製造方法、並びに機能材料の製造方法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5232744A (en) * 1991-02-21 1993-08-03 C. Uyemura & Co., Ltd. Electroless composite plating bath and method
WO2004031445A1 (en) * 2002-10-03 2004-04-15 Alberta Research Council Inc. Protective ceramic coating
JP2006257460A (ja) * 2005-03-15 2006-09-28 Ebara Udylite Kk 無電解ニッケル複合めっき浴および無電解ニッケル合金複合めっき浴
JP2009102730A (ja) * 2007-10-02 2009-05-14 Hitachi Chem Co Ltd 無電解めっき樹脂粒子の製造方法
CN101240442A (zh) * 2008-03-13 2008-08-13 山东建筑大学 金属纳米复合电镀层镀液配方
CN101457353A (zh) * 2009-01-05 2009-06-17 合肥工业大学 化学沉积镍-磷-纳米二氧化钛光催化复合涂层镀液及其镀覆方法
CN101545104A (zh) * 2009-04-25 2009-09-30 中国科学院青海盐湖研究所 一种纳米化学复合镀方法
CN102575367A (zh) * 2009-06-29 2012-07-11 奥克兰联合服务有限公司 在基材上制造金属-陶瓷涂层的镀覆或涂覆方法
JP2013014809A (ja) * 2011-07-05 2013-01-24 Nippon Kanizen Kk 無電解ニッケルめっき皮膜および無電解ニッケルめっき液
EP2922981A2 (de) * 2012-11-21 2015-09-30 EPG (Engineered nanoProducts Germany) AG Hochabriebfeste antikalkschichten mit hoher chemischer beständigkeit
JP2014214341A (ja) * 2013-04-25 2014-11-17 日本カニゼン株式会社 無電解複合めっき皮膜、並びにそれが形成された摺動部品、転動部品及び金型
CN107075683A (zh) * 2014-05-27 2017-08-18 奥克兰联合服务公司 于基材上产生金属‑陶瓷覆层的镀覆或涂覆方法
CN104213106A (zh) * 2014-09-26 2014-12-17 国家电网公司 一种镍锌磷-微粒复合化学镀层及其制备方法
CN105132895A (zh) * 2015-09-22 2015-12-09 富耐克超硬材料股份有限公司 一种Ni-P化学镀液及Ni-P纳米立方氮化硼复合镀层的制备方法
CN107190250A (zh) * 2017-05-24 2017-09-22 李华平 一种镀态高硬度高耐磨的纳米化学复合镀液及其使用方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Influence of Surface-Energy Components of Ni-P-TiO2-PTFE Nanocomposite Coatings on Bacterial Adhesion;Chen Liu等;《Langmuir》;第第27卷卷;第9512-9519页 *

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