一种植酸活化的Ni-P-植酸非晶镀层的钢芯铝绞线的制备制造技术

本发明专利技术提供了一种特别适用于工业区、沿海工业区、长期风动以及覆冰等极端环境下的表面含Ni-P-植酸非晶镀层的高耐蚀钢芯铝绞线的制备工艺。该制备工艺直接采用植酸对钢芯铝绞线进行活化，不需要二次浸锌去除裸导线外面致密的氧化物层，简化了工艺步骤，活化后可直接进行后续耐蚀层的制备。制备工艺简单，便于推广实施。钢芯铝绞线经植酸活化处理后，在表面形成了植酸活化转化层，这层转化层很薄，基本不影响钢芯铝绞线的整体质量。根据使用环境，可以直接使用，也可以后续涂镀耐蚀层。经过该工艺步骤处理，提高了钢芯铝绞线的耐腐蚀能力，延长了钢芯铝绞线的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种植酸活化的Ni-P-植酸非晶镀层的钢芯铝绞线的制备
本专利技术具体涉及一种植酸活化的Ni-P-植酸非晶镀层的钢芯铝绞线的制备。
技术介绍
钢芯铝绞线是由芯部的镀锌钢丝或镀铝钢丝铰接成的钢芯，外面由一层或几层铰接的铝股线组成。铝股线的铝纯度很高，根据国标GB1179-83，铝股线中含硅不大于0.13%、铁不大于0.16%、硅加铁不大于0.26%、钛钒锰铬之和不大于0.01%。在铝股线表面容易形成一层致密的钝化膜，该钝化膜与铝基体结合非常牢固。正因为这层天然的氧化膜，使铝及其合金在常规的环境中性能稳定，耐腐蚀性强，是高压输电线路的主要导体材料。钢芯铝绞线使用环境复杂，风、雨、雪，大气中O2、CO2及其它气体如H2S、NH3、SO2、NO2、Cl2、HCl等和盐类等这些腐蚀介质，以及应力共同作用都可能对其性能造成影响，从而导致其寿命降低。如福建省某海岛上一35KV钢芯铝绞线仅使用5年就出现断线断股，相对于钢芯铝绞线30-40年的使用寿命来说，使用期限大大缩短了。雷雨季节，雷电的电晕是钢芯铝绞线烧蚀断股的重要原因。而电晕发生的主要原因是由于腐蚀产物的弱导电性和不导电性。因此如何减轻腐蚀对钢芯铝绞线性能的影响是亟待解决的问题。目前提高钢芯铝绞线使用寿命的常用方法为：一是钢芯采用镀锌钢或铝包钢芯，二是铝股线在制备过程中添加稀土元素，三是钢芯改为碳纤维，四是为了特殊目的如防覆冰而进行改性。如技术专利“一种防腐型钢芯铝绞线（申请号201220693879.9）”从结构上进行改进，在中心钢线芯层与导电裸线层之间挤包有防腐半导电材料层，但是这种结构上的改进使得制备工艺难度加大，工艺时间变长。技术专利“一种钢芯铜包铝绞线（申请号201020573453.0）”包括多个铜包铝线绞合构成的导电线层，导电线层绞制在钢芯层，但是铜包铝线价格较高，增加了钢芯铝绞线的成本。技术专利“一种高导电率高强度铝合金导体架空绝缘电缆（申请号201220194372.9）”，包括由内至外依次包覆设置的铝合金导体、半导电内屏蔽和耐气候绝缘层。国家专利技术专利“一种全面改善架空导线性能的涂料（申请号201210587245.X）”提供一种以FEVE氟碳树脂、有机溶剂、固化剂和助剂组成的架空导线涂料，使得普通钢芯铝绞线的表面状况得到综合改善，进而提高普通钢芯铝绞线的载流量、抗覆冰能力、电晕特性。专利技术专利“一种将铝或铝合金表面进行耐腐蚀处理的方法（申请号201310083235.7）”经过多个步骤得到MFI型分子筛涂层。专利技术专利“一种架空服役钢芯铝绞线的防覆冰方法（申请号201110041381.4）”，将架空钢芯铝绞线经过植酸溶液表面预处理后，涂覆防覆冰涂料，在导线表面得到一层防覆冰涂层，但是植酸溶液配制较麻烦。植酸学名为环己六醇六磷酸酯，分子式：C6H18O24P6，分子量：660.04，是一种淡黄色或淡褐色的浆状液体，密度1.285，折射率1.391，在水、乙醇、丙酮中具有良好溶解性，但几乎不溶于无水乙醚、苯、已烷、氯仿。植酸具有良好的导电能力。植酸分子中具有能同金属配合的24个氧原子、12个羟基和6个磷酸基，每个植酸分子可提供六对氢原子使自由基的电子形成稳定结构，因此植酸对绝大多数金属离子有极强络合能力，络合力与EDTA相似，但比EDTA的应用范围广。植酸及其盐的巨大螯合势能，赋予其优良的抗腐蚀性，科学试验证明在金属和合金表面上的植酸盐涂层具有抗蚀性和金属与聚合物涂层间的优良粘合性。陈自然等[陈自然，张粤鹏.植酸在电镀工业中的应用.材料保护，1992,25(9):41-42.]研究了植酸在电镀锌和铁镍合金中的应用，发现植酸不仅可以代替氰化物，而且将植酸用在前处理中还可以提高镀层和基材的结合力。植酸也可以应用于各种化学镀液中，侯新初等[侯新初，赵东保，黄聚亮等.化学镀镍新工艺.河南化工，1997(9):19-20]采用植酸与柠檬酸的复配作为化学镀镍的配位体，获得了稳定的化学镀镍液。但不同的pH值和温度对植酸的配位能力有一定的影响，应该根据镀液情况调节合适的pH值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对钢芯铝绞线易被腐蚀等不足，提供一种植酸活化的Ni-P-植酸非晶镀层的钢芯铝绞线的制备。本专利技术是将钢芯铝绞线表面通过植酸活化处理，在表面形成植酸活化转化层，这层转化层很薄，基本不影响钢芯铝绞线的整体质量。根据使用环境，可以直接使用，也可以后续涂镀耐蚀层。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种植酸活化的Ni-P-植酸非晶镀层的钢芯铝绞线的制备，钢芯铝绞线经除油、烘干、植酸溶液活化处理、烘干后，得到活化的钢芯铝绞线。根据使用环境，经植酸活化的钢芯铝绞线能够直接使用，或继续涂镀耐腐蚀层。植酸溶液的浓度为10~25g/L。活化处理为将钢芯铝绞线在植酸溶液中浸渍1~5min，形成厚度为5-20μm的保护层。所述的耐腐蚀层为Ni-P-植酸的非晶涂层或Ni-P-植酸-PTFE的非晶涂层。Ni-P-植酸的非晶涂层的涂镀过程为：将植酸复合镀液在温度为80~90℃，pH为4.5~5.0条件下，搅拌施镀2~4h，涂层厚度为10-30μm。所述的植酸复合镀液其组成为：硫酸镍25g/L，次亚磷酸钠25g/L，柠檬酸15g/L，植酸10~25g/L，乳酸25ml/L，碘酸钾0.05mg/L，二烷基苯磺酸钠0.05mg/L。Ni-P-植酸-PTFE（聚四氟乙烯）的非晶涂层的涂镀过程为：将植酸-PTFE复合镀液在温度为80~90℃，pH为4.5~5.0条件下，搅拌施镀2~4h，涂层厚度为10-30μm。所述的植酸-PTFE复合镀液其组成为：硫酸镍25g/L，次亚磷酸钠25g/L，柠檬酸15g/L，植酸10~25g/L，乳酸25ml/L，碘酸钾0.05mg/L，二烷基苯磺酸钠0.05mg/L，PTFE粒子5~8g/L。本专利技术的有益效果在于：制备工艺简单，便于推广实施。钢芯铝绞线经植酸活化处理后，在表面形成了植酸活化转化层，这层转化层很薄，基本不影响钢芯铝绞线的整体质量。根据使用环境，可以直接使用，也可以后续涂镀耐蚀层。经过该工艺步骤处理，提高了钢芯铝绞线的耐腐蚀能力，延长了钢芯铝绞线的使用寿命。具体实施方式本专利技术用下列实施例来进一步说明本专利技术，但本专利技术的保护范围并不限于下列实施例。实施例1（1）钢芯铝绞线由26股直径为2.4mm的铝股线和中心7股直径为2mm的镀锌钢线绞制而成；铝线分2层缠绕，外层16股、内层10股；镀锌钢芯分2层，外层6股，内层1股，经沸腾的质量分数为10%的NaOH溶液处理5分钟去油和去除部分表面的致密氧化物，水洗烘干；（2）在浓度为25g/L的植酸溶液中浸渍1分钟进行活化处理，在表面形成一层光亮的厚度约为20µm的保护层；（3）水洗，烘干。检测：将具有植酸保护层的钢芯铝绞线和市售同规格的钢芯铝绞线分别模拟沿海工业区（3%的NaCl+3%NaHSO3）、工业区（3%NaHSO3）、沿海地区（3%的NaCl溶液）和农村地区（H2O）等气候条件进行浸渍腐蚀，对涂层的表面进行显微分析。浸泡时间72h，前者未出现任何变化，市售同规格的钢芯铝绞线在沿海工业区（3%的NaCl+3%NaHSO3）、工业区（3%NaHSO3）中，冒出大量的气泡，腐蚀非常严重，钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植酸活化的Ni‑P‑植酸非晶镀层的钢芯铝绞线的制备，其特征在于：钢芯铝绞线经除油、烘干、植酸溶液活化处理、烘干后，得到活化的钢芯铝绞线。

【技术特征摘要】
1.一种植酸活化的Ni-P-植酸非晶镀层的钢芯铝绞线的制备，其特征在于：钢芯铝绞线经除油、烘干、植酸溶液活化处理、烘干后，得到活化的钢芯铝绞线；然后在钢芯铝绞线表面继续涂镀耐腐蚀层；所述的耐腐蚀层为Ni-P-植酸的非晶涂层或Ni-P-植酸-PTFE的非晶涂层；Ni-P-植酸的非晶涂层的涂镀过程为：将植酸复合镀液在温度为80~90℃，pH为4.5~5.0条件下，搅拌施镀2~4h，涂层厚度为10-30μm，所述的植酸复合镀液其组成为：硫酸镍25g/L，次亚磷酸钠25g/L，柠檬酸15g/L，植酸10~25g/L，乳酸25ml/L，碘酸钾0.05mg/L，二烷基苯磺酸钠0.05mg/L；Ni-P-植酸-PTFE的非晶涂层的涂镀过程...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵艳群，陈志杰，伊昭宇，贺冲，林德源，陈云翔，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35