專利名稱：一種具有自組裝膜的黃銅及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有自組裝膜的黃銅及其制備方法，特別涉及一種通過簡單的自組裝技術(shù)在黃銅表面制備硅烷膜或由硅烷膜與鎢酸鈉膜組成復(fù)合層膜的方法。
背景技術(shù)：
黃銅因其優(yōu)異的傳熱和耐蝕性能，廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電機(jī)組和海上軍事工程中的熱交換系統(tǒng)。但是在實際的使用過程中，因為冷卻水特別是海水中的侵蝕性離子(如Cl-)的存在，黃銅往往會發(fā)生比較嚴(yán)重的腐蝕問題，給生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。傳統(tǒng)的緩蝕劑技術(shù)雖然起到了良好的防腐效果，但是存在環(huán)境污染，投加量大等等弊端。自組裝膜表面處理技術(shù)是近年來涌現(xiàn)出的一種新型防腐蝕技術(shù)，也為開發(fā)新型高效環(huán)境友好型銅緩蝕劑提供了一種新的思路和方法。自組裝單分子膜(SAMs)是由自組裝技術(shù)形成的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、堆積緊密、對基材適用性強(qiáng)、防腐效果好的單分子膜。SAMs的厚度為納米級，小于光波波長，不會出現(xiàn)脫裂、老化、變色等不良現(xiàn)象，所以在抑制銅及其合金的腐蝕變色方面具有較好的應(yīng)用前景。目前，需要進(jìn)一步認(rèn)識SAMs的成膜機(jī)理，尋找在更寬范圍能穩(wěn)定、牢固的SAMs，降低“針孔”或“倒塌”等缺陷，提高防蝕能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一為了解決上述的技術(shù)問題而提供一種具有自組裝膜的黃銅。本發(fā)明的目的之二是提供上述的具有自組裝膜的黃銅的制備方法，即通過簡單自組裝技術(shù)在黃銅表面制備一層的硅烷膜或由硅烷膜與鎢酸鈉膜組成的復(fù)合層膜。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種具有自組裝膜的黃銅，即通過簡單自組裝技術(shù)在黃銅表面制備一層硅烷膜或由硅烷膜與鎢酸鈉膜組成的復(fù)合層膜；
所述的復(fù)合層膜為層狀結(jié)構(gòu)，即首先通過簡單自組裝技術(shù)在緊貼黃銅表面制備一層硅烷膜，然后再通過簡單自組裝技術(shù)在硅烷膜的表面再制備一層的鎢酸鈉膜。上述的一種具有自組裝膜的黃銅的制備方法，包括如下步驟
(1)、黃銅預(yù)處理
將黃銅經(jīng)1#、4#、6#金相砂紙逐級拋光后，先用去離子水沖洗，然后用丙酮擦洗，以達(dá)到去脂的效果，再用無水乙醇擦洗，最后用去離子水沖洗干凈；
(2)、硅烷溶液的配制
將硅烷偶聯(lián)劑KH-792、去離子水和無水乙醇按體積比計算，即硅烷偶聯(lián)劑KH-792 :去離子水無水乙醇為2. 5 30 20 :80的比例進(jìn)行混合后于25°C水浴中超聲振蕩lh，然后在25°C恒溫水浴靜置水解48h，即得硅烷溶液；
(3)、硅烷膜層的制備
將步驟(I)預(yù)處理后的黃銅放入步驟(2)中配置好的硅烷溶液中，在溫度為25°C下浸泡60s后取出，用吹風(fēng)機(jī)吹干后在空氣中干燥固化；
重復(fù)上述浸泡，吹干，干燥固化過程，1-5次后即得一種具有自組裝硅烷膜的黃銅；
(4)、鎢酸鈉膜層的制備
將步驟(3)中制備好具有自組裝硅烷膜的黃銅在25°C下浸泡在含有15mg/L鎢酸鈉的3wt. %氯化鈉溶液中l(wèi)h，即得一種具有自組裝由硅烷膜與鎢酸鈉膜組成的復(fù)合層膜的黃銅。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種具有自組裝膜的黃銅，由于采用自組裝技術(shù)在黃銅表面形成了一層硅烷膜或由硅烷膜與鎢酸鈉膜組成的復(fù)合層膜，因此其表面具有較高的防腐性能。其在
3.Owt. %NaCl水溶液中表現(xiàn)出了很好的防腐蝕效果，其中具有自組裝硅烷膜的黃銅表面的緩蝕效率最高可達(dá)89. 33%，具有由硅烷膜與鎢酸鈉膜組成的復(fù)合層膜的黃銅表面的緩蝕效率高達(dá)93. 64%ο另外，本發(fā)明的一種具有自組裝膜的黃銅的制備方法，由于采用自組裝技術(shù)，因此具有制備過程簡單，操作方便等特點。


圖la、實施例1中所得的經(jīng)不同體積分?jǐn)?shù)的硅烷溶液處理后所得的具有自組裝硅烷膜的黃銅電極在3wt. %NaCl溶液中浸泡Ih后的交流阻抗圖lb、實施例中所得的經(jīng)不同體積分?jǐn)?shù)的硅烷溶液處理后所得的具有自組裝硅烷膜的黃銅電極在3wt. %NaCl溶液中浸泡Ih后的極化曲線圖2a、實施例2所得的經(jīng)20ml硅烷偶聯(lián)劑/20ml去離子水/80ml乙醇溶液不同次數(shù)的處理后的所得的具有自組裝硅烷膜的黃銅電極在3wt. %NaCl溶液中浸泡Ih后的交流阻抗圖2b、實施例2所得的經(jīng)20ml硅烷偶聯(lián)劑/20ml去離子水/80ml乙醇溶液不同次數(shù)的處理后的所得的具有自組裝硅烷膜的黃銅電極在3wt. %NaCl溶液中浸泡Ih后的極化曲線圖3a、實施例3所得的具有自組裝硅烷膜的黃銅電極在3wt. %的氯化鈉溶液中浸泡0_48h后得到的交流阻抗圖3b、實施例3所得的具有自組裝硅烷膜的黃銅電極在3wt. %的氯化鈉溶液中浸泡48-185h后得到的交流阻抗圖3c、實施例3所得的具有自組裝硅烷膜的黃銅電極在3wt. %的氯化鈉溶液中浸泡185-200h后得到的交流阻抗圖4a、實施例4中所得的空白黃銅電極、具有自組裝硅烷膜的黃銅電極、具有自組裝鎢酸鈉膜的黃銅電極和具有自組裝由硅烷膜與鎢酸鈉膜組成的復(fù)合層膜的黃銅電極在3wt. % NaCl溶液中浸泡Ih后的交流阻抗圖4b、實施例4中所得的空白黃銅電極、具有自組裝硅烷膜的黃銅電極、具有自組裝鎢酸鈉膜的黃銅電極和具有自組裝由硅烷膜與鎢酸鈉膜組成的復(fù)合層膜的黃銅電極在3wt. % NaCl溶液中浸泡Ih后的極化曲線圖。
具體實施例方式下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。電化學(xué)分析
交流阻抗測試和極化曲線的測量都在三電極體系中完成，工作電極為已構(gòu)建自組裝膜的黃銅電極(將黃銅合金切割成的小塊，用環(huán)氧樹脂封裝非工作面，工作面面積為Icm2，再通過預(yù)處理和硅烷膜層的制備過程，即可制備出具有自組裝膜的黃銅工作電極)，輔助電極和參比電極分別為Pt電極和飽和甘汞電極(SCE)。電化學(xué)測試采用儀器為EG&G公司的恒電位儀Potentiostat/Galvanostat Model273A 和鎖相放大器 Model 1025 LOCK IN AMPLIFIER。交流阻抗測量使用PRAC M398，其系統(tǒng)頻率范圍為100 kHz - 0.05 Hz，交流激勵信號峰值為5 mV ;極化曲線掃描范圍-0.15 0.15 V (vs.0CP)，掃描速度為I mV/s。緩蝕效率(η%)
按照如下公式計算:
權(quán)利要求
1.一種具有自組裝膜的黃銅，其特征在于所述的一種具有自組裝膜的黃銅即通過簡單自組裝技術(shù)在黃銅表面制備一層娃燒膜或由娃燒膜與鶴酸鈉膜組成的復(fù)合層膜；所述的復(fù)合層膜為層狀結(jié)構(gòu)，即首先通過簡單自組裝技術(shù)在緊貼黃銅表面制備一層硅烷膜，然后再通過簡單自組裝技術(shù)在硅烷膜的表面再制備一層鎢酸鈉膜。
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有耐蝕性能的黃銅自組裝膜的制備方法，其特征在于具體包括如下步驟:(1)、黃銅預(yù)處理將黃銅經(jīng)1#、4#、6#金相砂紙逐級拋光后，先用去離子水沖洗，然后用丙酮擦洗，再用無水乙醇擦洗，最后用去離子水沖洗干凈；(2)、硅烷溶液的配制將硅烷偶聯(lián)劑KH-792、去離子水和無水乙醇按體積比計算，即硅烷偶聯(lián)劑KH-792:去離子水:無水乙醇為2.5 30:20:80的比例進(jìn)行混合后于25°C水浴中超聲振蕩lh，然后在25°C恒溫水浴靜置水解48h，即得硅烷溶液；(3)、硅烷膜層的制備將步驟(I)預(yù)處理后的黃銅放入步驟(2)中所得的硅烷溶液中，在溫度為25°C下浸泡60s后取出，用吹風(fēng)機(jī)吹干后在空氣中干燥固化；重復(fù)上述浸泡，吹干，干燥固化過程，1-5次后即得一種具有自組裝硅烷膜的黃銅；(4)、鎢酸鈉膜層的制備 將步驟(3)中制備好具有自組裝硅烷膜的黃銅在25°C下浸泡在含有15mg/L鎢酸鈉的3wt.%氯化鈉溶液中l(wèi)h，即得一種具有自組裝由硅烷膜與鎢酸鈉膜組成的復(fù)合層膜的黃銅。
3.如權(quán)利要求2所述的一種具有自組裝膜的黃銅的制備方法，其特征在于步驟(2)所述的硅烷偶聯(lián)劑KH-792:去離子水:無水乙醇為20:20:80。
4.如權(quán)利要求2所述的一種具有自組裝膜的黃銅的制備方法，其特征在于步驟(3)所述的重復(fù)浸泡處理次數(shù)為2次。
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有自組裝膜的黃銅及其制備方法，所述的一種具有自組裝膜的黃銅即通過簡單自組裝技術(shù)在黃銅表面制備一層硅烷膜或由硅烷膜與鎢酸鈉膜組成的復(fù)合層膜；所述的復(fù)合層膜為層狀結(jié)構(gòu)，即首先通過簡單自組裝技術(shù)在緊貼黃銅表面制備一層硅烷膜，然后再通過簡單自組裝技術(shù)在硅烷膜的表面再制備一層鎢酸鈉膜。所述的具有自組裝膜的黃銅的制備方法包括黃銅預(yù)處理、自組裝膜溶液的配制和自組裝膜的制備3個步驟，最終所得的具有自組裝膜的黃銅表面具有較高的防腐性能。由于采用自組裝技術(shù)制備，因此具有制備過程簡單，操作方便等特點。
文檔編號B32B15/04GK103072331SQ20121055409
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者徐群杰, 王君偉, 張國利, 李美明, 云虹 申請人:上海電力學(xué)院