專(zhuān)利名稱(chēng)：鎂及鎂合金表面化學(xué)鍍鎳及鎳磷合金催化層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬表面防護(hù)領(lǐng)域，具體為一種鎂及鎂合金表面化學(xué)鍍鎳及鎳磷合金催化層的制備方法。
背景技術(shù)：
鎂合金由于比強(qiáng)度高，抗沖擊性能好，可滿足航空航天、汽車(chē)及電子產(chǎn)品輕量化和 環(huán)保的要求，成為應(yīng)用增長(zhǎng)最快的材料之一。但是，鎂的化學(xué)活潑性使鎂及其大多數(shù)合金在 潮濕空氣、海洋環(huán)境中易發(fā)生嚴(yán)重腐蝕，因而大大地限制了它的應(yīng)用。因此，鎂合金在使用 前必須進(jìn)行表面處理?；瘜W(xué)鍍鎳或鎳磷合金是一種成熟有效的表面處理技術(shù)，在鋼鐵等表面已經(jīng)得到了 極好的應(yīng)用。鍍層不僅具有良好的防護(hù)性能，還具有耐磨、導(dǎo)電、裝飾等功能。但由于鎂的 化學(xué)性質(zhì)活潑，氧化鎂可以在合金表面迅速形成，妨礙金屬沉積；鎂及鎂合金在普通的鍍液 中與其他金屬離子發(fā)生置換反應(yīng)強(qiáng)烈，造成鍍層結(jié)合力松散，鍍層孔隙大。因此，直接在鎂 或鎂合金進(jìn)行化學(xué)鍍很難實(shí)現(xiàn)，必須進(jìn)行前處理，形成具有保護(hù)作用的催化層。目前的前處 理技術(shù)多采用1)氟化物處理液體系，該體系不僅工序繁雜，而且處理液中含有有毒的氟 化物，限制其應(yīng)用。2)采用在鎂及鎂合金表面涂敷純有機(jī)涂層，再對(duì)有機(jī)涂層進(jìn)行活化處 理，然后進(jìn)行化學(xué)鍍的工藝方法，過(guò)于復(fù)雜。因此，簡(jiǎn)單易行、防護(hù)和催化性好的鎂及鎂合金化學(xué)鍍催化層的制備工藝成為該 領(lǐng)域的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提出一種鎂及鎂合金表面化學(xué)鍍鎳或鎳磷合金催化層的制 備方法，該方法工藝簡(jiǎn)單，對(duì)基體在化學(xué)鍍的過(guò)程中具有較好的防護(hù)作用，整個(gè)工藝中無(wú)有 毒的氟化物，起鍍迅速，可獲得均勻致密的鍍層，并具有良好的防護(hù)性能。本發(fā)明的技術(shù)方案為—種鎂及鎂合金表面化學(xué)鍍鎳或鎳磷合金催化層的制備方法，催化層以TiB2、 TiN、TiC為主要催化活性物質(zhì)，以有機(jī)或無(wú)機(jī)樹(shù)脂為成膜物，將催化活性物質(zhì)加入到成膜物 中，再加入稀釋劑，混合成漿體，涂敷于鎂或鎂合金表面，固化后形成催化層。其中，按重量 份數(shù)計(jì)，漿體的主要成分和含量為成膜物質(zhì)10 45份(優(yōu)選為15 40份)；催化活性物質(zhì)20 75份(優(yōu)選為25 70份)；稀釋劑3 60份(優(yōu)選為10 55份)。另外，漿體中可以加入常用與成膜物質(zhì)匹配的固化劑，固化劑加入量為5 50份 (優(yōu)選為10 40份)。本發(fā)明中，成膜物質(zhì)可以采用油性的環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù) 月旨、有機(jī)硅樹(shù)脂中的一種。也可采用水性的環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂中的一種，或水性的苯丙乳液、硅丙乳液、純丙乳液中的一種，原料狀態(tài)為乳液。本發(fā)明中，成膜物質(zhì)采用油性的環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂中的一種時(shí)，稀釋劑單獨(dú)加入。采用水性的環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù) 月旨、醇酸樹(shù)脂中的一種，或水性的苯丙乳液、硅丙乳液、純丙乳液中的一種為成膜物質(zhì)時(shí)， 稀釋劑存在于樹(shù)脂乳液中，可在配制過(guò)程中加適量的稀釋劑進(jìn)行調(diào)節(jié)操作。本發(fā)明中，油性樹(shù)脂稀釋劑為丁酮、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、乙二醇丁醚、正丁醇 的任兩種或多種組成的混合物(按任意重量比)。采用兩種或兩種以上稀釋劑混合的目的 和作用是利用不同溶劑的溶解性能，提高稀釋劑對(duì)樹(shù)脂的溶解能力，這樣做的好處是可以 增強(qiáng)樹(shù)脂與填料間的良好分散。水性樹(shù)脂稀釋劑為去離子水、乙醇、乙二醇丁醚的任一種或 多種組成的混合物(按任意重量比)。本發(fā)明中，催化活性物質(zhì)為T(mén)iB2、TiN, TiC粉體(純度大于98 % wt，粒徑為 1 ~ 20 μ m)中的一種或幾種，三者比例為任意比；優(yōu)選的TiB2、TiN、TiC比例為(20 80) (40 10) (40 10)。本發(fā)明中，涂層的涂敷方式為刷涂、噴涂或浸涂均可。本發(fā)明中，涂層的固化溫度一般為室溫(25°C左右)，時(shí)間為10 30h，若采用加熱 固化，則溫度為50 100°C，時(shí)間為0. 5 lh。若成膜物質(zhì)采用油性的有機(jī)硅樹(shù)脂，固化溫 度為300 350°C，時(shí)間為2 5h。本發(fā)明中，固化后的催化層厚度為0. 5 20 μ m。本發(fā)明中，漿體的具體制備過(guò)程如下(1)按所述比例將稀釋劑的1/2量加入到成膜物質(zhì)中，用分散機(jī)充分?jǐn)嚢璺稚⒕?勻；(2)將催化活性物質(zhì)加入到步驟(1)的混合物中，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?3)向步驟(2)的混合物中加入余量的稀釋劑，充分?jǐn)嚢杈鶆?，得成品漿體。若加入固化劑時(shí)，固化劑可以于步驟(2)與催化活性物質(zhì)一起加入到步驟(1)的 混合物中，也可以加入到步驟(3)所得到的漿體中。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的鎂及鎂合金表面化學(xué)鍍鎳或鎳磷合金催化層的制備方法，通過(guò)將催化 活性物質(zhì)加入到有機(jī)或無(wú)機(jī)樹(shù)脂中形成漿體，再將漿體涂敷于鎂或鎂合金表面，室溫或加 熱固化，形成催化層。其工藝簡(jiǎn)單，無(wú)繁雜的前處理，催化層對(duì)基體在化學(xué)鍍的過(guò)程中具有 較好的防護(hù)作用，整個(gè)工藝中無(wú)有毒的氟化物，可獲得均勻致密的鍍層，并具有良好的防護(hù) 性能。2、本發(fā)明得到的催化層，與基體結(jié)合力好，起鍍迅速。3、本發(fā)明得到的催化層進(jìn)行化學(xué)鍍鎳或鎳磷合金后，中性耐鹽霧實(shí)驗(yàn)時(shí)間為 300 500h。


圖1為本發(fā)明所獲得的催化層及化學(xué)鍍鎳后截面形貌的掃描電鏡照片。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例權(quán)利要求
一種鎂及鎂合金表面化學(xué)鍍鎳及鎳磷合金催化層的制備方法，其特征在于，該催化層以TiB2、TiN、TiC中的一種或幾種為催化活性物質(zhì)，以有機(jī)或無(wú)機(jī)樹(shù)脂為成膜物，將催化活性物質(zhì)加入到成膜物中，再加入稀釋劑，混合成漿體，涂敷于鎂或鎂合金表面，固化后形成催化層；按重量份數(shù)計(jì)，漿體的成分和含量為成膜物質(zhì) 10～45份；催化活性物質(zhì) 20～75份；稀釋劑 3～60份。
2.按照權(quán)利要求1所述的鎂及鎂合金表面化學(xué)鍍鎳及鎳磷合金催化層的制備方法，其 特征在于，漿體中可以加入常用與成膜物質(zhì)匹配的固化劑，固化劑加入量為5 50份。
3.按照權(quán)利要求1所述的鎂及鎂合金表面化學(xué)鍍鎳及鎳磷合金催化層的制備方法，其 特征在于，催化活性物質(zhì)中，TiB2、TiN、TiC三者的比例為任意比，三者的粒徑為1 20μπι。
4.按照權(quán)利要求1所述的鎂及鎂合金表面化學(xué)鍍鎳及鎳磷合金催化層的制備方法，其 特征在于，成膜物質(zhì)采用油性的環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂 中的一種；或者，成膜物質(zhì)采用水性的環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂中的一 種，或水性的苯丙乳液、硅丙乳液、純丙乳液中的一種，原料狀態(tài)為乳液。
5.按照權(quán)利要求4所述的鎂及鎂合金表面化學(xué)鍍鎳及鎳磷合金催化層的制備方法，其 特征在于，油性成膜物質(zhì)采用的稀釋劑為丁酮、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、乙二醇丁醚、正丁 醇的任兩種或多種組成的混合物；水性成膜物質(zhì)采用的稀釋劑為去離子水、乙醇、乙二醇丁 醚的任一種或多種組成的混合物。
6.按照權(quán)利要求1所述的鎂及鎂合金表面化學(xué)鍍鎳及鎳磷合金催化層的制備方法，其 特征在于，漿體的具體制備過(guò)程如下(1)按所述比例將稀釋劑的1/2量加入到成膜物質(zhì)中，用分散機(jī)充分?jǐn)嚢璺稚⒕鶆颍?2)將催化活性物質(zhì)加入到步驟(1)的混合物中，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?3)向步驟(2)的混合物中加入余量的稀釋劑，充分?jǐn)嚢杈鶆颍贸善窛{體。
7.按照權(quán)利要求1所述的鎂及鎂合金表面化學(xué)鍍鎳及鎳磷合金催化層的制備方法，其 特征在于漿體的涂敷方式為刷涂、噴涂或浸涂；涂層的固化溫度為室溫或加熱固化，室溫 固化時(shí)間為10 30h，若采用加熱固化，則溫度為50 100°C，時(shí)間為0. 5 Ih ；若成膜物 質(zhì)采用油性的有機(jī)硅樹(shù)脂，固化溫度為300 350°C，時(shí)間為2 5h。
8.按照權(quán)利要求1所述的鎂及鎂合金表面化學(xué)鍍鎳及鎳磷合金催化層的制備方法，其 特征在于固化后的催化層厚度為0. 5 20 μ m。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬表面防護(hù)領(lǐng)域，具體為一種鎂及鎂合金表面化學(xué)鍍鎳及鎳磷合金催化層的制備方法。該催化層以TiB2、TiN、TiC為主要催化活性物質(zhì)，以有機(jī)/無(wú)機(jī)樹(shù)脂為成膜物，混合成漿體，涂敷于鎂或鎂合金表面，固化后形成催化層。該催化層即保證鎂及鎂合金在化學(xué)鍍過(guò)程中不與鍍液發(fā)生反應(yīng)，又可以催化化學(xué)鍍反應(yīng)的有效進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)鎂及鎂合金表面鎳及鎳磷合金的化學(xué)鍍。該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)工藝簡(jiǎn)單，無(wú)有毒的氟化物，起鍍迅速，可獲得均勻致密并具有良好防護(hù)性能的鍍層。
文檔編號(hào)C23C18/32GK101967630SQ20091001277
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者嚴(yán)川偉, 劉建國(guó), 孫碩 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所