一种提高不锈钢表面亲水性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高不锈钢表面亲水性能的方法，采用酸性或碱性处理溶液，于高温下与含铬或含镍或含钛的不锈钢表面实现化学反应，在不锈钢表面生成一层具有较小接触角的薄膜，从而提高了不锈钢的表面亲水性能。该方法操作简便，适用于不同形状、不同尺寸的不锈钢产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于提高不锈钢亲水性能的表面处理方法，具体地说，是一种通过化学或电化学反应，在不锈钢表面形成一层具有良好亲水性能的薄膜的方法。
技术介绍
不锈钢因其优异的耐腐蚀性能而在工业经济中大量应用，尤其是在石油、化工、医药等领域，许多容器、设备均由不锈钢制造，在很大程度上减少了上述领域的腐蚀损失。因此，在许多存在腐蚀的场合，如中国专利200320101456.4和00214919.2所述填料塔的填料，以及医药设备管件、厨卫水槽过滤器等器件，不锈钢都是设计者首选的金属材料。 然而，上述应用场合或需要实现反应液体在不锈钢表面上的均匀分布，或需要实现水性液体在不锈钢表面的完全浸润，均对不锈钢的亲水性能提出了较高需求。常用的不锈钢与纯水的接触角在50°左右，不能完全满足上述场合的亲水性使用要求，需要通过表面处理的方法来提高不锈钢的表面亲水性。 中国专利02258985.6对通过表面处理来提高不锈钢亲水性有述及，但并未给出任何处理的方法和技术；中国专利00109334.7给出了一种不锈钢表面钝化处理的方法，但仅限于改善不锈钢的耐腐蚀性能，对其亲水性未有任何述及。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种提高不锈钢表面亲水性能方法，它通过化学或电化学反应，在不锈钢表面形成一层具有良好亲水性能的薄膜。 本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为，其特征在于包括如下步骤采用浸泡、喷淋或刷涂等方式，将不锈钢产品与酸性或碱性处理溶液充分接触，在20～110℃温度下，通电或不通电反应3～60分钟，通过化学或电化学反应，在不锈钢表面形成一层具有良好亲水性能的薄膜，最后将不锈钢产品置于清水中漂洗干净并干燥即可。 所述的处理液是一种水溶液，含有H+、NH4+、Na+、K+、Zn2+、Cu2+、Fe3+、Mn2+、Ni2+、Ca2+、Mg2+阳离子中的至少一种，以及OH-、Cl-、NO3-、MnO4-、SO42-、CrO42-、Cr2O72-、SO32-、BO43-阴离子中的至少一种。 本专利技术进一步的技术方案为所述的处理溶液中阳离子和阴离子的组成为所述的处理溶液中所含阳离子和阴离子均是由化学物质溶于水中而得到的，其浓度均允许在一定范围内变动，并在该范围内均可正常工作。所述的化学物质包括硼酸、硫酸、亚硫酸、硝酸、硫酸钠、硫酸锌、硫酸锰、硫酸铜、硫酸铁、硫酸镍、硫酸钾、硫酸铵、硼酸钠、硼酸钾、氯化钙、氯化镁、氯化钾、氯化钠、氯化锌、氯化锰、氯化钙、盐酸、亚硫酸钠、硝酸钠、硝酸钾、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酐、高锰酸钾、氢氧化钾、氢氧化钠。 所述溶液的最佳工作温度随处理液组成的不同而不同，在20～110℃范围内，选定最佳温度后，上下温差保持在正负10℃均可正常成膜。 处理时间在3～60分钟均可成膜，但对于不同的溶液组成，分别有一个最佳处理时间。 处理时可以不通电直接进行化学处理，也可以将不锈钢产品作阳极，另取不锈钢板作阴极，阴阳极均置于处理液中，两端施加一个0～8伏的直流电压进行电化学处理。 该方法杂质容忍度强，可以用于至少含Cr、Ni和Ti中一种成分的不锈钢。用该方法处理过的不锈钢产品，还可以做固膜、封孔、涂、镀等后处理。 本专利技术采用酸性或碱性处理溶液，于高温下与含铬或含镍或含钛的不锈钢表面实现化学反应，在不锈钢表面生成一层具有较小接触角的薄膜，从而提高了不锈钢产品表面的亲水性能。它与现有技术相比具有方法操作简便，成本低，处理过不锈钢产品表面亲水性能良好等优点，适用于不同形状、不同尺寸的不锈钢产品。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。 实施例1在耐腐蚀的塑料或不锈钢槽内配置100L溶液，所用化学物质为硫酸、硫酸钠、硫酸锌、硫酸锰、硫酸铁、硫酸钾、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酐、高锰酸钾。将上述化学物质溶于水，使溶液达到以下要求阳离子组成为H+15.15mol/L，Na+0.05mol/L，K+0.05mol/L，Zn2+0.05mol/L，Mn2+0.05mol/L，Fe3+0.05mol/L；阴离子组成为SO42-5.15mol/L，CrO42-2.55mol/L，Cr2O72-0.05mol/L，MnO4-0.1mol/L。 首先将溶液加热至70℃并在60～80℃保持温度，将10个不锈钢零件(水槽过滤器，材料为1Cr18Ni9Ti)浸入溶液中，各零件之间保持不接触并适当搅拌，保温25分钟后将零件取出，用清水冲洗干净后在80℃烘箱中烘干。处理后的不锈钢表面呈蓝黑色，亲水性良好。 实施例2在耐腐蚀槽内配置100L溶液，所用化学物质为硫酸、硫酸锌、硫酸铜、硫酸镍、硫酸钾、氯化钾、重铬酸钾、铬酐。将上述化学物质溶于水，使溶液达到以下要求阳离子组成为H+6mol/L，K+3.2mol/L，Zn2+0.4mol/L，Cu2+0.2mol/L，Ni2+0.2mol/L；阴离子组成为SO42-2.4mol/L，CrO42-0.4mol/L，Cr2O72-2.4mol/L，Cl-0.4mol/L。 将316不锈钢纤维束放入空的耐腐蚀槽内，再将溶液加热至80℃并在70～90℃保持温度，通过耐腐蚀泵抽取溶液喷淋到不锈钢纤维束上，并适当抖动不锈钢纤维，循环20分钟后停止喷淋，将不锈钢纤维用清水冲洗干净后用热风吹干。处理后的不锈钢表面呈青蓝色，亲水性良好。 实施例3配置2L溶液，所用化学物质为硫酸钠、硫酸镍、硫酸钾、硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁、氯化钾、氯化钠、亚硫酸钠、硝酸钠、硝酸钾、高锰酸钾、氢氧化钾、氢氧化钠。将上述化学物质溶于水，使溶液达到以下要求阳离子组成为Na+20.2mol/L，K+0.6mol/L，Ca2+0.1mol/L，Mg2+0.1mol/L，Ni2+0.1mol/L；阴离子组成为SO32-0.4mol/L，NO3-0.3mol/L，Cl-0.5mol/L，MnO4-0.6molg/L，OH-19.4mol/L。 首先将溶液加热至100℃并在90～110℃保持温度，将1个不锈钢零件(1Cr13)浸入溶液中，零件与容器壁之间保持不接触并适当搅拌，保温15分钟后将零件取出，用80℃的清水冲洗干净即可。处理后的不锈钢表面呈黑色，亲水性良好。 实施例4在不锈钢容器内配置5L溶液，所用化学物质为硫酸、硫酸钠、硫酸铵、硫酸锰、硫酸钾、硼酸、硼酸钠、硼酸钾、重铬酸钾、重铬酸钠。将上述化学物质溶于水，使溶液达到以下要求阳离子组成为Na+0.1mol/L，K+0.15mol/L，H+1mol/L，Mn2+0.15mol/L，NH4+0.3mol/L；阴离子组成为SO42-0.3mol/L，BO43-0.35mol/L，Cr2O72-0.1mol/L。 溶液温度保持在20-40℃之间，将1个不锈钢零件(水槽过滤器，材料为1Cr18Ni9Ti)浸入溶液中作为阳极，不锈钢容器壁为阴极，零件与阴极之间保持不接触并适当搅拌，两端加上直流电，并在20分钟内缓慢将电压调至6V，之后将零件取出，用清水冲洗干净后在80℃的烘箱中烘干。处理后的不锈钢表面呈黑色，亲水性良好。 实施例5在耐腐蚀的不锈钢槽内配置5L溶液，所用化学物质为硫酸、盐酸、硫酸钠、硫酸钙、硫酸钾、氯化钾、氯化钠、氯化钙、铬酐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高不锈钢表面亲水性能的方法，其特征在于包括如下步骤：采用浸泡、喷淋或刷涂的方式，将不锈钢产品与酸性或碱性处理溶液充分接触，在２０～１１０℃温度下，通电或不通电反应３～６０分钟，最后将不锈钢产品置于清水中漂洗干净并干燥；所述的处理溶液是一种水溶液，含有Ｈ↑［＋］、ＮＨ↓［４］↑［＋］、Ｎａ↑［＋］、Ｋ↑［＋］、Ｚｎ↑［２＋］、Ｃｕ↑［２＋］、Ｆｅ↑［３＋］、Ｍｎ↑［２＋］、Ｎｉ↑［２＋］、Ｃａ↑［２＋］、Ｍｇ↑［２＋］阳离子中的至少一种，以及ＯＨ↑［－］、Ｃｌ↑［－］、ＮＯ↓［３］↑［－］、ＭｎＯ↓［４］↑［－］、ＳＯ↓［４］↑［２－］、ＣｒＯ↓［４］↑［２－］、Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［７］↑［２－］、ＳＯ↓［３］↑［２－］、ＢＯ↓［４］↑［３－］阴离子中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种提高不锈钢表面亲水性能的方法，其特征在于包括如下步骤采用浸泡、喷淋或刷涂的方式，将不锈钢产品与酸性或碱性处理溶液充分接触，在20～110℃温度下，通电或不通电反应3～60分钟，最后将不锈钢产品置于清水中漂洗干净并干燥；所述的处理溶液是一种水溶液，含有H+、NH4+、Na+、K+、Zn2+、Cu2+、Fe3+、Mn2+、Ni2+、Ca2+、Mg2+阳离子中的至少一种，以及OH-、Cl-、NO3-、MnO4-、SO42-、CrO42-、Cr2O72-、SO32-、BO43-阴离子中的至少一种。2.根据权利要求1所述的提高不锈钢表面亲水性能的方法，其特征在于所述的处理溶液中阳离子的组成为H+1～31mol/L，NH4+0～0.4mol/L、Na+0～22mol/L、K+0～4mol/L、Zn2+0～0.5mol/L、Cu2+0～0.2mol/L、Fe3+0～0.5mol/L、Mn2+0～0.5mol/L、Ni2+0～0.2mol/L、Ca2+0～0.1mol/L、Mg2+0～0.1mol/L；阴离子的组成为OH-11～20mol/L、Cl-0～0.5mo...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵蔚，
申请(专利权)人：赵蔚，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]