CN105177542B - 海洋装备用钢铁表面自清洁处理液、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自清洁处理液，其特征是，包括以下组分及各组分的浓度为：以N‑异丙基丙烯酰胺和乙二醇的混合物为溶剂，纳米碳化硅的浓度为3.0～4.5 g/L，纳米二氧化钛的浓度为1.5～2.5 g/L，碳纳米管的浓度为0.5～1.5 g/L；本发明提供的海水中钢铁表面自清洁的处理方法，利用溶液中微弧等离子体的作用，在钢铁表面形成随机分布仿生表面，再在表面进行溶胶凝胶法自清洁处理，形成具有复合结构的仿生表面；钢铁件处理后无变形，可直接进行海洋装备用钢铁零部件的处理，简化了处理工序，很好地降低了成本。

Description

海洋装备用钢铁表面自清洁处理液、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自清洁的处理方法，特别是一种耐海水和海洋微生物腐蚀的钢铁表面自清洁处理方法，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，钢铁表面的自清洁处理方法可达到上述效果。专利(雷惊雷，李凌杰，许雯婷，何建新，邹茂华，潘复生，一种金属表面自清洁、高防护膜层的制备方法，CN201410455019.5)与专利(黄健，叶远松，王晓琳，一种表面自清洁性聚合物多孔膜的制备方法，CN201010163744.7)分别叙述了钢铁件表面用单独用无机涂层和有机涂层处理方法，但其存在处理膜层与基体结合强度和老化问题，这样容易导致钢铁件的在使用过程中耐蚀性下降。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供的海水中钢铁表面自清洁的处理方法，利用溶液中微弧等离子体的作用，在钢铁表面形成随机分布仿生表面，再在表面进行溶胶凝胶法自清洁处理，形成具有复合结构的仿生表面；钢铁件处理后无变形，可直接进行海洋装备用钢铁零部件的处理，简化了处理工序，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自清洁处理液，其特征是，包括以下组分及各组分的浓度为：以N-异丙基丙烯酰胺和乙二醇的混合物为溶剂，纳米碳化硅的浓度为3.0～4.5 g/L，纳米二氧化钛的浓度为1.5～2.5 g/L，碳纳米管的浓度为0.5～1.5 g/L。纳米碳化硅、纳米二氧化钛、碳纳米管均匀分散在N-聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇溶剂中形成均匀纳米流体，用溶胶凝胶法在钢铁表面形成纳米仿生织构特征的表面薄膜，利用纳米碳化硅的耐磨、纳米碳纳米管的导电和纳米二氧化钛的防微生物，起到对海水和海洋微生物自清洁的效果。
优选的是，N-异丙基丙烯酰胺和乙二醇的体积比为1:0.1～20。
优选的是，N-异丙基丙烯酰胺和乙二醇的体积比为3:7。
优选的是，纳米碳化硅的浓度为3.0 g/L，纳米二氧化钛的浓度为1.5 g/L，碳纳米管的浓度为0.5g/L。
优选的是，纳米碳化硅的浓度为3.5 g/L，纳米二氧化钛的浓度为2.0 g/L，碳纳米管的浓度为1.0g/L。
优选的是，纳米碳化硅的浓度为4.0 g/L，纳米二氧化钛的浓度为2.5 g/L，碳纳米管的浓度为1.5g/L。
一种海洋装备用钢铁表面自清洁处理液的制备方法，其特征是，以N-异丙基丙烯酰胺和乙二醇的混合物为溶剂，在超声和磁场搅拌共同作用下，依次加入一定量的纳米二氧化钛、纳米碳化硅、碳纳米管，搅拌均匀制得。
一种海洋装备用钢铁表面自清洁处理液的用途，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，即形成钢铁件表面自清洁膜层，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：本发明提供的海水中钢铁表面自清洁的处理方法，利用溶液中微弧等离子体的作用，在钢铁表面形成随机分布仿生表面，再在表面进行溶胶凝胶法自清洁处理，形成具有复合结构的仿生表面；钢铁件处理后无变形，可直接进行海洋装备用钢铁零部件的处理，简化了处理工序，很好地降低了成本；纳米碳化硅、纳米二氧化钛、碳纳米管均匀分散在N-聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇溶剂中形成均匀纳米流体，用溶胶凝胶法在钢铁表面形成纳米仿生织构特征的表面薄膜，利用纳米碳化硅的耐磨、纳米碳纳米管的导电和纳米二氧化钛的防微生物，起到对海水和海洋微生物自清洁的效果。
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自清洁处理液，包括以下组分及各组分的浓度为：以N-异丙基丙烯酰胺和乙二醇的体积比为3:7的混合物为溶剂，纳米碳化硅的浓度为3.0 g/L，纳米二氧化钛的浓度为1.5 g/L，碳纳米管的浓度为0.5g/L。
一种海洋装备用钢铁表面自清洁处理液的制备方法，其特征是，以N-异丙基丙烯酰胺和乙二醇的混合物为溶剂，在超声和磁场搅拌共同作用下，依次加入一定量的纳米二氧化钛、纳米碳化硅、碳纳米管，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，即形成钢铁件表面自清洁膜层，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自清洁处理液，包括以下组分及各组分的浓度为：以N-异丙基丙烯酰胺和乙二醇的体积比为3:7的混合物为溶剂，纳米碳化硅的浓度为3.5 g/L，纳米二氧化钛的浓度为2.0 g/L，碳纳米管的浓度为1.0g/L。
一种海洋装备用钢铁表面自清洁处理液的制备方法，其特征是，以N-异丙基丙烯酰胺和乙二醇的混合物为溶剂，在超声和磁场搅拌共同作用下，依次加入一定量的纳米二氧化钛、纳米碳化硅、碳纳米管，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，即形成钢铁件表面自清洁膜层，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自清洁处理液，包括以下组分及各组分的浓度为：以N-异丙基丙烯酰胺和乙二醇的体积比为3:7的混合物为溶剂，纳米碳化硅的浓度为4.0 g/L，纳米二氧化钛的浓度为2.5 g/L，碳纳米管的浓度为1.5g/L。
一种海洋装备用钢铁表面自清洁处理液的制备方法，其特征是，以N-异丙基丙烯酰胺和乙二醇的混合物为溶剂，在超声和磁场搅拌共同作用下，依次加入一定量的纳米二氧化钛、纳米碳化硅、碳纳米管，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，即形成钢铁件表面自清洁膜层，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 (6)

1.一种海洋装备用钢铁表面自清洁处理液的用途，其中海洋装备用钢铁表面自清洁处理液的制备方法为以N-异丙基丙烯酰胺和乙二醇的混合物为溶剂，在超声和磁场搅拌共同作用下，依次加入一定量的纳米二氧化钛、纳米碳化硅、碳纳米管，搅拌均匀制得，纳米碳化硅的浓度为3.0～4.5 g/L，纳米二氧化钛的浓度为1.5～2.5 g/L，碳纳米管的浓度为0.5～1.5 g/L，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，即形成钢铁件表面自清洁膜层。
2.根据权利要求1所述的一种海洋装备用钢铁表面自清洁处理液的用途，其特征是，N-异丙基丙烯酰胺和乙二醇的体积比为1:0.1～20。
3.根据权利要求1所述的一种海洋装备用钢铁表面自清洁处理液的用途，其特征是，N-异丙基丙烯酰胺和乙二醇的体积比为3:7。
4.根据权利要求2所述的一种海洋装备用钢铁表面自清洁处理液的用途，其特征是，纳米碳化硅的浓度为3.0 g/L，纳米二氧化钛的浓度为1.5 g/L，碳纳米管的浓度为0.5g/L。
5.根据权利要求2所述的一种海洋装备用钢铁表面自清洁处理液的用途，其特征是，纳米碳化硅的浓度为3.5 g/L，纳米二氧化钛的浓度为2.0 g/L，碳纳米管的浓度为1.0g/L。
6.根据权利要求2所述的一种海洋装备用钢铁表面自清洁处理液的用途，其特征是，纳米碳化硅的浓度为4.0 g/L，纳米二氧化钛的浓度为2.5 g/L，碳纳米管的浓度为1.5g/L。
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