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金属表面处理用组合物的制造方法,利用该组合物的表面处理钢板及其制造方法技术

技术编号:11689879 阅读:79 留言:0更新日期:2015-07-07 23:59
本发明专利技术涉及一种金属表面处理用组合物的制造方法,利用所述组合物进行表面处理的表面处理钢板及其制造方法。为实现上述目标,在本发明专利技术中可以利用耐蚀性、导电性、导热性等特性非常优异的石墨烯制造能够进行金属表面处理的组合物,将此在金属表面通过电泳沉积法(electrophoretic deposition)有效地进行镀膜,由此获得高性能表面处理钢板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种金属表面处理用组合物的制造方法,利用所述组合物进行表面处 理的表面处理钢板及其制造方法。
技术介绍
一般来说,汽车车体采用的钢板会在汽车公司组装车体后经过磷酸盐处理和粉 刷。这时组装的车体中会出现几处钢板重叠的部位,磷酸盐或涂料很难侵入该重叠的部位, 因此存在耐蚀性变脆弱的问题。为了解决这种问题,之前是采用了通过对钢板重叠的部位进行封闭处理来切断腐 蚀因子接近该部位的方案。但是,这种方案会带来最终产品的生产率降低的同时成本上升 的问题,因此需要既能省去封闭处理环节,又具有优异的耐蚀性的表面处理钢板。 目前,作为省略封闭处理步骤的表面处理钢板,广泛地研宄在基础钢板上经过镀 锌等的镀敷处理的拥有镀锌层的镀锌钢板,或者涂布有机薄膜的钢板,实际上普遍使用有 一定厚度的带有有机薄膜层的表面处理钢板。 但是,为制造镀膜钢板,将基础钢板浸泡到含有大量Zn、A1或Mg等形成氧化物的 一些元素的镀液中并制造,此时由于所述氧化物形成元素扩散到基础钢板,并在钢板表面 形成氧化物,从而会出现镀膜性能等劣化,生成的镀层被剥离的问题。而且,带有有机薄膜层的表面处理钢板具有即使在没有经过磷酸盐处理和粉刷的 部位也能够确保耐蚀性的优点,但由于有机薄膜层厚,存在电阻焊接性降低的问题。 因而,需要一种表面处理钢板,其有效确保耐蚀性的同时,帮助提高根据之后的石 墨烯的卓越的导电性或导热性的应用的焊接性,不会对加工处理产生影响。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题 本专利技术的一个方面,其目的在于提供一种能够在金属表面进行表面处理的组合 物、根据所述组合物拥有高性能特性的表面处理钢板的制造方法及由此方法制造的表面处 理钢板。 (二)技术方案 本专利技术的一个方面提供一种金属表面处理用组合物的制造方法,包括以下步骤: 由石墨制造石墨烯溶液;以及在所述石墨烯溶液中添加金属物质和有机溶剂并混合,制造 出石墨稀-金属混合物。 本专利技术的另一方面提供一种高性能表面处理钢板的制造方法,包括以下步骤:将 所述一种金属表面处理用组合物镀膜在基础钢板表面;以及干燥所述已镀膜的基础钢板。 本专利技术的另一方面提供一种高性能表面处理钢板,其特征在于,包括基础钢板及 所述基础钢板上部的石墨烯层。(三)有益效果 根据本专利技术,能够利用导电性等特性非常优异的石墨烯(graphene),并通过电泳 沉积法对钢材有效地进行镀膜,由此能够获得具有耐蚀性、导电性、导热性等高性能特性的 表面处理钢板。【附图说明】图1是示出在本专利技术的一个实施例中金属表面处理用组合物制造方法的流程图。 图2是示出在SUS304表面以15V的电压、5mm的电极间距、3s的镀膜时间对金属 表面处理用组合物(0. 25wt%的还原氧化石墨稀(RG0)溶液、lwt%的硝酸镁)进行电泳沉 积处理之后,通过肉眼观察其表面的结果图。 图3是不出在碳钢表面用金属表面以15V的电压、5mm的电极间距、2s的镀膜时 间对金属表面处理用组合物(l.Owt%的石墨稀粉末(powder)/石墨稀微片(platelet)、 1. 〇wt%的氯化镍)进行电泳沉积处理之后,通过肉眼观察其表面的结果图。 图4是示出在SUS304表面以15V的电压、5mm的电极间距、5s的镀膜时间对金属 表面处理用组合物(0. 25wt%的还原氧化石墨稀溶液、2. 5wt%的硝酸镁)进行电泳沉积处 理之后,通过肉眼观察其表面的结果图。 图5是示出在SUS304表面以15V的电压、5mm的电极间距、5s的镀膜时间对金属 表面处理用组合物(5.Owt%的石墨稀粉末/石墨稀微片、10wt%的硝酸镁)进行电泳沉积 处理之后,通过肉眼观察其表面的结果图。 图6是示出在SUS304表面以15V的电压、5mm的电极间距、2s的镀膜时间对金属 表面处理用组合物(2. 5wt%的石墨稀粉末/石墨稀微片、2. 5wt%的氯化镍)进行电泳沉积 处理之后,通过肉眼观察其表面的结果图。 图7是示出在SUS304表面以15V的电压、5mm的电极间距、1s的镀膜时间将金属表 面处理用组合物(〇.25wt%的还原氧化石墨烯溶液、0.2wt%的硝酸镁)电极间距进行电泳 沉积处理之后,通过扫描电子显微镜(SEM),在各放大500倍(图7 (a) )、10000倍(图7 (b)) 的条件下观察其表面的结果图。 图8是示出在SUS304表面以15V的电压、5mm的电极间距、1s的镀膜时间对金属表 面处理用组合物进行电泳沉积处理之后,通过扫描电子显微镜观察其断面的结果图,其中 (a)是使用了 0.25wt%的还原氧化石墨稀溶液、0.2wt%的硝酸镁,(b)是使用了 0.25wt% 的还原氧化石墨烯溶液和1. 〇wt%的硝酸镁。【具体实施方式】 本专利技术的专利技术人代替镀膜镀层或者有机薄膜的现有方法,而附加地利用作为未来 产业的主轴的石墨烯来制造能够进行表面处理的组合物之后,发现在利用所述组合物镀膜 石墨烯层的情况下,可以发挥更加提高的粘附力、耐蚀性等的性能,由此完成了本专利技术。 石墨烯由碳原子构成,是以一个原子厚度形成的薄膜、碳是以六角形形状连接的 蜂窝模样的二维平面结构的物质,是在导电性、导热性及机械强度方面具有非常优异特性 的材料。 将所述石墨烯镀膜于基础钢板表面并形成石墨烯层,由于可以给予石墨烯固有的 特性,因此与现有的表面处理钢板相比,在耐蚀性、导电性等方面会更加有利。 因而,本专利技术的表面处理钢板包括基础钢板和镀膜于所述基础钢板上部的石墨烯 层。对于所述基础钢板的种类并不作限制,例如:普通(未镀敷)钢板、镀敷钢板、有机薄膜 钢板等,但优选使用钢板或者镀敷钢板。 为得到所述表面处理钢板能够优先想到的方案就是:制造石墨烯之后将其镀膜于 基础钢板的方法。 已公开的制造石墨烯的方法主要有物理剥离法、直接生长法、化学剥离法等。 物理剥离法是利用玻璃纸胶带的黏着力,从石墨分离出单层石墨烯的方法,其具 有能够轻松得到石墨烯的优点,但存在无法量产的缺点。 直接生长法中最典型的方法是将镍或铜等的过渡金属层作为催化层的化学气相 沉积法(ChemicalVaporDeposition;CVD)。所述化学气相沉积法是在基板表面通过化学 反应合成目标化合物的方法,即,在基板上形成镍或铜等的催化层之后,在高温环境下注入 气体,并将碳沉积到所述催化层上,之后除去催化层最终分离出石墨烯的方法。化学气相沉 积法虽具有能够制造高物性石墨烯的优点,但也具有需要在高温环境下进行制造的缺点, 而且由于催化层被限定为过渡金属,因此应用于钢板的表面处理存在局限性。 化学剥离法被区分为氧化还原法(Oxidation)和非氧化法(Non-oxidation),氧 化还原法是对石墨进行氧化后,通过超声波等进行破碎后分离出石墨烯的方法,是在水溶 液中制造出石墨烯后处理还原剂,以还原氧化石墨烯的形式制造石墨烯的方法。非氧化法 是不经过氧化石墨的过程,利用表面活性剂等直接分散为石墨烯的方法。 将通过上述的方法等制造的石墨烯或石墨烯溶液镀膜在基础钢板表面上,从而可 以制造表面处理钢板,但在进行快速大面积表面处理方面存在困难,并且所述钢板和石墨 烯之间的附着强度小,因此存在得不到耐久性或充分的耐蚀性的问题。 于是,本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属表面处理用组合物的制造方法,包括以下步骤:由石墨制造石墨烯溶液;以及在所述石墨烯溶液中添加金属物质和有机溶剂并混合,制造石墨烯‑金属混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑铉株崔在勋金炳秀金县泰李载坤
申请(专利权)人:POSCO公司
类型:发明
国别省市:韩国;KR

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