一种陶瓷预处理液及预处理方法技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷预处理液，其制备原料包含蚀刻剂、pH缓冲剂、pH调节剂，溶剂为水。本发明专利技术还公开了一种陶瓷预处理方法，包含以下步骤：除油、表调、预浸、预处理。使用本发明专利技术处理后的陶瓷表面具有均匀分布的微孔，用于制备与塑料、橡胶、涂料复合的陶瓷复合材料，复合后不同材料之间的结合力强，复合材料的整体气密性好。

A Ceramic Pretreatment Solution and Pretreatment Method

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷预处理液及预处理方法
本专利技术涉及陶瓷材料领域，尤其涉及一种陶瓷预处理液及预处理方法。
技术介绍
陶瓷材料是应用极为广泛的一类无机非金属材料，具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点，但其缺点也是十分明显的，例如抗拉强度低、塑性和韧性很差。复合材料通过复合两种或两种以上的不同材料，以实现扬长避短的效果，即参与复合的各个材料的优点都可以体现在复合材料中，缺点也可以互相弥补，因此通过将陶瓷制成复合材料可以改善陶瓷塑性、韧性差等不足。由于陶瓷为无机非金属材料，主要成分为二氧化硅、硅酸盐等，当与其他材料复合时，尤其是与高分子材料，例如与塑料、橡胶、涂料等的复合，往往会出现材料之间结合力差的问题，在对复合材料气密性有需求的领域，陶瓷复合材料也难以达到使用标准。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的第一方面提供了一种陶瓷预处理液，其制备原料包含蚀刻剂、pH缓冲剂、pH调节剂，溶剂为水。作为一种优选的技术方案，所述蚀刻剂的浓度为75～125g/L，pH缓冲剂的浓度为15～45g/L。作为一种优选的技术方案，所述陶瓷预处理液的pH为3～5。作为一种优选的技术方案，所述蚀刻剂为氟化物。作为一种优选的技术方案，所述氟化物选自氢氟酸、氟化钾、氟化氢铵、氟化钠中的一种或多种的混合。作为一种优选的技术方案，所述pH缓冲剂为磷酸盐。作为一种优选的技术方案，所述磷酸盐选自磷酸钠、磷酸钾、磷酸一氢钠、磷酸一氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾中的一种或多种的混合。本专利技术的第二方面提供了一种使用上述陶瓷预处理液的陶瓷预处理方法，包含以下步骤：a.除油：将陶瓷进行超声波酸性除油后水洗；b.表调：将步骤a得到的陶瓷超声波清洗后水洗，然后使用表调剂进行处理；c.预浸：将步骤b得到的陶瓷在硫酸溶液中预浸，然后水洗；d.预处理：将步骤c得到陶瓷使用上述陶瓷预处理液进行处理，再水洗，然后中和，两次水洗后烘干，陶瓷预处理完成。本专利技术的第三方面提供了一种预处理后的陶瓷，其是使用上述的陶瓷预处理方法处理得到的。本专利技术的第四方面提供了一种陶瓷复合材料，其是以上述的预处理后的陶瓷为基体，与塑料、橡胶、涂料复合制得的陶瓷复合材料。有益效果：本专利技术提供的一种陶瓷预处理液及预处理方式用于陶瓷复合材料的陶瓷基体的预处理，处理后的陶瓷表面留有大量均匀分布的微孔及一层含氮有机转化膜，在该处理后的陶瓷与其他材料复合时可以同时具备物理铆合力和化学键合力，提高了材料之间的结合力和复合材料整体的气密性；此外，本专利技术提供的陶瓷预处理液还可对表面微孔尺寸进行调节，进而调节复合材料的结合力，以满足不同领域对复合材料的各种需求。附图说明为了进一步解释说明本专利技术中提供的一种陶瓷预处理液及预处理方法的有益效果，提供了相应的附图，需要指出的是本专利技术中提供的附图只是所有附图中选出来的个别示例，目的也不是作为对权利要求的限定，所有通过本申请中提供的附图获得的其他相应图谱均应该认为在本申请保护的范围之内。图1为将本申请实施例3用于陶瓷预处理的效果，图例为10.0μm。图2为将本申请实施例1用于陶瓷预处理的效果，图例为10.0μm。具体实施方式结合以下本专利技术的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本专利技术的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本专利技术实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本专利技术的范围之外。为了解决上述问题，本专利技术的第一方面提供了一种陶瓷预处理液，其制备原料包含蚀刻剂、pH缓冲剂、pH调节剂，溶剂为水。在一些优选的实施方式中，所述蚀刻剂的浓度为75～125g/L，pH缓冲剂的浓度为15～45g/L。在一些优选的实施方式中，所述蚀刻剂的浓度为100g/L，pH缓冲剂的浓度为30g/L。蚀刻剂本申请中的蚀刻剂用于腐蚀陶瓷表面，制造微孔。陶瓷的主要成分为二氧化硅和硅酸盐，其性能非常稳定，只能使用特定的腐蚀剂进行蚀刻。在一些优选的实施方式中，所述蚀刻剂为氟化物。在一些优选的实施方式中，所述氟化物选自氢氟酸、氟化钾、氟化氢铵、氟化钠中的一种或多种的混合；进一步优选的，所述氟化物为氟化氢铵。pH缓冲剂本申请中的pH缓冲剂可以使体系内氢离子浓度保持稳定，进而保证陶瓷预处理液使用过程中的稳定性。在一些优选的实施方式中，所述pH缓冲剂为磷酸盐。在一些优选的实施方式中，所述磷酸盐选自磷酸钠、磷酸钾、磷酸一氢钠、磷酸一氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾中的一种或多种的混合；进一步优选的，所述磷酸盐为磷酸二氢钠。pH调节剂本申请中的pH调节剂为体系提供足够的氢离子，以参与陶瓷表面的腐蚀反应。在一些优选的实施方式中，所述pH调节剂为有机酸。在一些优选的实施方式中，所述有机酸选自醋酸、甲酸、柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸、酒石酸、乙二酸、丙二酸中的一种或多种的混合；进一步优选的，所述有机酸为醋酸。在一些优选的实施方式中，所述陶瓷预处理液的pH为3～5；进一步优选的，所述陶瓷预处理液的pH为4。在一些优选的实施方式中，所述陶瓷预处理液的制备方法包含以下步骤：以配制1L溶液为例，称取蚀刻剂75～125g、pH缓冲剂15～45g溶于700mL水中，搅拌均匀，加入pH调节剂，调节pH值到3～5后，加水补足至1L。在一些优选的实施方式中，所述陶瓷预处理液的制备方法包含以下步骤：以配制1L溶液为例，称取蚀刻剂100g、pH缓冲剂30g溶于700mL水中，搅拌均匀，加入pH调节剂，调节pH值到4后，加水补足至1L。申请人发现，选用特定的蚀刻剂可以实现稳定高效的成孔效果，这是由于氟化氢铵在水中为分步电离，可以减缓腐蚀反应的进程，使陶瓷表面不致被腐蚀过度，留下斑驳的表面，其中的铵离子还可以附着在表面上，形成有机含氮转化膜，随着腐蚀反应的进行，溶液中的氢离子被不断消耗，会影响体系的酸碱性，反应进行一段时间后，处理效果逐渐变差，pH缓冲剂的加入可以适应性地根据溶液pH变化进行可逆的电离反应，维持体系中的氢离子含量，而pH调节剂可以提供大量腐蚀反应所需的氢离子，保证成孔过程能够顺利进行，提高预处理效率。在蚀刻剂、pH缓冲剂、pH调节剂的协同作用下，预处理后的陶瓷表面具有均匀分布、尺寸可控的小孔和一层含氮有机转化膜，将其作为复合材料基体时，该表面和其他材料之间具备了物理铆合力和化学键合力，因此该陶瓷复合材料有了优异的结合力和气密性。本专利技术的第二方面提供了一种使用上述陶瓷预处理液的陶瓷预处理方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷预处理液，其特征在于，其制备原料包含蚀刻剂、pH缓冲剂、pH调节剂，溶剂为水。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷预处理液，其特征在于，其制备原料包含蚀刻剂、pH缓冲剂、pH调节剂，溶剂为水。2.如权利要求1所述的陶瓷预处理液，其特征在于，所述蚀刻剂的浓度为75～125g/L，pH缓冲剂的浓度为15～45g/L。3.如权利要求1或2所述的陶瓷预处理液，其特征在于，所述陶瓷预处理液的pH为3～5。4.如权利要求1～3任一项所述的陶瓷预处理液，其特征在于，所述蚀刻剂为氟化物。5.如权利要求4所述的陶瓷预处理液，其特征在于，所述氟化物选自氢氟酸、氟化钾、氟化氢铵、氟化钠中的一种或多种的混合。6.如权利要求1～3任一项所述的陶瓷预处理液，其特征在于，所述pH缓冲剂为磷酸盐。7.如权利要求6所述的陶瓷预处理液，其特征在于，所述磷酸盐选自磷酸钠、磷酸钾、磷酸一氢钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：匡云叶，
申请(专利权)人：匡云叶，
类型：发明
国别省市：湖南,43