一种在X90管线钢表面制备CuO超疏水涂层的方法技术

技术编号:18650944 阅读:42 留言:0更新日期:2018-08-11 11:52
本发明专利技术公开了一种在X90管线钢表面制备CuO超疏水涂层的方法,步骤如下:用砂纸将X90管线钢和纯铜片打磨至2000#,用丙酮、无水乙醇和离子水超声清洗;将X90管线钢浸入碱洗液中保温20‑30min,再用H2SO4溶液酸洗,然后将X90管线钢和纯铜片在电沉积溶液中电沉积35‑45min;配制由KOH和(NH4)2S2O8组成的混合溶液,电沉积后用无水乙醇和离子水超声清洗,放入上述混合溶液中,54‑58℃保温60‑80min,将产物用离子水清洗晾干后,浸泡在全氟辛酸无水乙醇溶液中,取出后在室温静置47‑49h,即得。该方法制备的CuO超疏水涂层具有超疏水性,优异的自清洁性及良好的耐腐蚀性。

Method for preparing CuO super hydrophobic coating on X90 pipeline steel surface

The invention discloses a method for preparing CuO superhydrophobic coating on the surface of X90 pipeline steel. The steps are as follows: grinding X90 pipeline steel and pure copper sheet to 2000 # with sandpaper, ultrasonic cleaning with acetone, absolute ethanol and ionic water, soaking X90 pipeline steel in alkali washing solution for 20 30 minutes, pickling with H2SO4 solution, and then pickling X90 pipeline steel with H2SO4 solution. A mixed solution consisting of KOH and (NH4) 2S2O8 was prepared by electrodeposition with pure copper sheet for 35 45 min. After electrodeposition, it was cleaned with absolute ethanol and ionic water and put into the mixed solution. The product was washed and dried with ionic water for 60 80 min at 54 58 C and soaked in perfluorooctanoic acid anhydrous ethanol solution. After removal, 47 49h at room temperature. The CuO superhydrophobic coating prepared by this method has superhydrophobicity, excellent self-cleaning and good corrosion resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种在X90管线钢表面制备CuO超疏水涂层的方法
本专利技术涉及一种在X90管线钢表面制备CuO超疏水涂层的方法。
技术介绍
近年来,具有特殊表面润湿性的材料越来越受到人们关注和重视。接触角大于150°而滚动角小于10°的表面,称为超疏水表面。固体表面能否实现超疏水特性由其表面形貌和化学组成共同决定,因此制备超疏水表面的方法可分为两类:低表面能化处理粗糙结构材料;粗糙化处理低表面能材料。目前,人工构建超疏水表面的方法主要有喷涂法、模板法、沉积法、溶胶-凝胶法和刻蚀法等。而超疏水表面所表现出的独特的自清洁、防腐蚀、流体减阻及抗结冰等特性,在工农业生产中有广阔的潜在应用价值。随着社会的发展对能源等管线运输的要求日益严苛,使具有较高抗变形能力和低屈强比的X90管线钢有望成为下一代产业应用的高强度大口径管线用钢。但是,管线用钢大都易腐蚀且液体输送管线还有粘附阻力问题,严重影响应用效果。金属铜具有较好的耐腐蚀性,可作为管线钢理想的防腐保护层。超疏水表面的防粘附性,可大大降低液体的输送阻力。目前有关铜基金属超疏水表面的制备方法较多,但是这些方法大都有制备条件苛刻、成本较高和机械稳定性较差等问题,严重制约其应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在X90管线钢表面制备CuO超疏水涂层的方法。本专利技术通过下面技术方案实现:一种在X90管线钢表面制备CuO超疏水涂层的方法,其特征在于包括如下步骤:用砂纸将X90管线钢和纯铜片打磨至2000#,依次用丙酮、无水乙醇和离子水超声清洗30-40min;将X90管线钢浸入52-58℃的碱洗液中保温20-30min,其中碱液由浓度为28g/L的NaOH、17g/L的Na2CO3、19g/L的Na3PO4和8.5g/L的Na2SiO3组成,再用浓度为10%的H2SO4溶液酸洗15-20s,然后将X90管线钢和纯铜片在18-22℃的电沉积溶液中保温电沉积35-45min,沉积液由浓度为196g/L的CuSO4·5H2O和11g/L的H2SO4组成,电流为3-4A/dm2;配制由浓度为2.5mol/L的KOH和0.1mol/L的(NH4)2S2O8组成的混合溶液,电沉积后用无水乙醇和离子水超声清洗,放入上述混合溶液中,54-58℃保温60-80min,将产物用离子水清洗晾干后,浸泡在浓度为0.01mol/L的全氟辛酸无水乙醇溶液中8-9d,取出后在室温静置47-49h,即得;各原料均为重量份。优选地,所述的制备方法中,依次用丙酮、无水乙醇和离子水超声清洗35min。优选地,所述的制备方法中,将X90管线钢浸入55℃的碱洗液中保温25min。优选地,所述的制备方法中,用浓度为10%的H2SO4溶液酸洗18s。优选地,所述的制备方法中,将X90管线钢和纯铜片在20℃的电沉积溶液中保温电沉积40min。优选地,所述的制备方法中,电流为3.5A/dm2。优选地,所述的制备方法中,56℃保温70min。优选地,所述的制备方法中,浸泡在浓度为0.01mol/L的全氟辛酸无水乙醇溶液中8.5d。优选地,所述的制备方法中,取出后在室温静置48h。本专利技术技术效果:该方法简便、快捷、条件温和,制备的CuO超疏水涂层具有超疏水性,良好的机械稳定性,优异的自清洁性及良好的耐腐蚀性。具体实施方式下面结合实施例具体介绍本专利技术的实质性内容。实施例1一种在X90管线钢表面制备CuO超疏水涂层的方法,其特征在于包括如下步骤:用砂纸将X90管线钢和纯铜片打磨至2000#,依次用丙酮、无水乙醇和离子水超声清洗35min;将X90管线钢浸入55℃的碱洗液中保温25min,其中碱液由浓度为28g/L的NaOH、17g/L的Na2CO3、19g/L的Na3PO4和8.5g/L的Na2SiO3组成,再用浓度为10%的H2SO4溶液酸洗18s,然后将X90管线钢和纯铜片在20℃的电沉积溶液中保温电沉积40min,沉积液由浓度为196g/L的CuSO4·5H2O和11g/L的H2SO4组成,电流为3.5A/dm2;配制由浓度为2.5mol/L的KOH和0.1mol/L的(NH4)2S2O8组成的混合溶液,电沉积后用无水乙醇和离子水超声清洗,放入上述混合溶液中,56℃保温70min,将产物用离子水清洗晾干后,浸泡在浓度为0.01mol/L的全氟辛酸无水乙醇溶液中8.5d,取出后在室温静置48h,即得。实施例2一种在X90管线钢表面制备CuO超疏水涂层的方法,其特征在于包括如下步骤:用砂纸将X90管线钢和纯铜片打磨至2000#,依次用丙酮、无水乙醇和离子水超声清洗30min;将X90管线钢浸入52℃的碱洗液中保温20min,其中碱液由浓度为28g/L的NaOH、17g/L的Na2CO3、19g/L的Na3PO4和8.5g/L的Na2SiO3组成,再用浓度为10%的H2SO4溶液酸洗15s,然后将X90管线钢和纯铜片在18℃的电沉积溶液中保温电沉积35min,沉积液由浓度为196g/L的CuSO4·5H2O和11g/L的H2SO4组成,电流为3A/dm2;配制由浓度为2.5mol/L的KOH和0.1mol/L的(NH4)2S2O8组成的混合溶液,电沉积后用无水乙醇和离子水超声清洗,放入上述混合溶液中,54℃保温60min,将产物用离子水清洗晾干后,浸泡在浓度为0.01mol/L的全氟辛酸无水乙醇溶液中8d,取出后在室温静置47h,即得。实施例3一种在X90管线钢表面制备CuO超疏水涂层的方法,其特征在于包括如下步骤:用砂纸将X90管线钢和纯铜片打磨至2000#,依次用丙酮、无水乙醇和离子水超声清洗40min;将X90管线钢浸入58℃的碱洗液中保温30min,其中碱液由浓度为28g/L的NaOH、17g/L的Na2CO3、19g/L的Na3PO4和8.5g/L的Na2SiO3组成,再用浓度为10%的H2SO4溶液酸洗20s,然后将X90管线钢和纯铜片在22℃的电沉积溶液中保温电沉积45min,沉积液由浓度为196g/L的CuSO4·5H2O和11g/L的H2SO4组成,电流为4A/dm2;配制由浓度为2.5mol/L的KOH和0.1mol/L的(NH4)2S2O8组成的混合溶液,电沉积后用无水乙醇和离子水超声清洗,放入上述混合溶液中,58℃保温80min,将产物用离子水清洗晾干后,浸泡在浓度为0.01mol/L的全氟辛酸无水乙醇溶液中9d,取出后在室温静置49h,即得。该方法简便、快捷、条件温和,制备的CuO超疏水涂层具有超疏水性,良好的机械稳定性,优异的自清洁性及良好的耐腐蚀性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在X90管线钢表面制备CuO超疏水涂层的方法,其特征在于包括如下步骤:用砂纸将X90管线钢和纯铜片打磨至2000#,依次用丙酮、无水乙醇和离子水超声清洗30‑40min;将X90管线钢浸入52‑58℃的碱洗液中保温20‑30min,其中碱液由浓度为28g/L的NaOH、17g/L的Na2CO3、19g/L的Na3PO4和8.5g/L的Na2SiO3组成,再用浓度为10%的H2SO4溶液酸洗15‑20s,然后将X90管线钢和纯铜片在18‑22℃的电沉积溶液中保温电沉积35‑45min,沉积液由浓度为196g/L的CuSO4·5H2O和11g/L的H2SO4组成,电流为3‑4A/dm2;配制由浓度为2.5mol/L的KOH和0.1mol/L的(NH4)2S2O8组成的混合溶液,电沉积后用无水乙醇和离子水超声清洗,放入上述混合溶液中,54‑58℃保温60‑80min,将产物用离子水清洗晾干后,浸泡在浓度为0.01mol/L的全氟辛酸无水乙醇溶液中8‑9d,取出后在室温静置47‑49h,即得。

【技术特征摘要】
1.一种在X90管线钢表面制备CuO超疏水涂层的方法,其特征在于包括如下步骤:用砂纸将X90管线钢和纯铜片打磨至2000#,依次用丙酮、无水乙醇和离子水超声清洗30-40min;将X90管线钢浸入52-58℃的碱洗液中保温20-30min,其中碱液由浓度为28g/L的NaOH、17g/L的Na2CO3、19g/L的Na3PO4和8.5g/L的Na2SiO3组成,再用浓度为10%的H2SO4溶液酸洗15-20s,然后将X90管线钢和纯铜片在18-22℃的电沉积溶液中保温电沉积35-45min,沉积液由浓度为196g/L的CuSO4·5H2O和11g/L的H2SO4组成,电流为3-4A/dm2;配制由浓度为2.5mol/L的KOH和0.1mol/L的(NH4)2S2O8组成的混合溶液,电沉积后用无水乙醇和离子水超声清洗,放入上述混合溶液中,54-58℃保温60-80min,将产物用离...

【专利技术属性】
技术研发人员:不公告发明人
申请(专利权)人:启东祥瑞建设有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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