[发明专利]一种合金纤维丝的表面改性方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种合金纤维丝的表面改性方法，更确切地说是关于一种用化学的手段进行合金纤维丝表面改性的方法。

背景技术

合金纤维丝是新型工业材料，因其具有强度高、耐高温、耐腐蚀等特性，广泛应用于石油化工、造纸、环保等行业的相分离和近年来迅速发展的液膜传质领域。采用有效的表面改性方法进一步提高合金纤维丝的耐蚀性、改善其表面亲水性，有利于延长其使用寿命、有效提高油水两相的分离和传质效率。

美国专利US5196272利用激光束将含有一定比例Cr、Ni、Mo等成分的涂层材料熔化于不锈钢表面，在不锈钢表面形成了含有大量Cr元素的覆层，从而大大提高了不锈钢的耐蚀性能。

美国专利US6977016B2提供了一种能有效提高不锈钢、特别是FeCrAl合金的表面改性方法。该方法在合金热处理前，在合金表面使用一层含Ca的连续涂层，使之在热处理过程中形成Al和Ca的混合氧化物，从而提高合金在高温下的耐蚀性。

上述两种方法一方面均未提及处理前后合金材料表面亲水性的变化，另一方面也不能用于大量合金纤维丝的表面改性处理。

华东理工大学学报(自然科学版)，31(4)，460-465(2005)中报道了用低频RF-等离子体提高医用不锈钢表面亲水性的方法。吉林大学学报，36(5)，719-722(2006)中报道了应用激光精细加工技术在不锈钢表面形成非光滑单元体点阵，以增加液体与金属表面的实际接触面积，从而改善其表面亲水性的不锈钢表面改性方法。但这两种方法操作难度较大，且同样不适用于工业上合金纤维丝的表面处理。

现有的合金表面改性方法有的以提高材料的耐蚀性能为目的，有的则以改善合金材料的表面亲水性为目的。迄今未见可以同时提高合金耐蚀性能和表面亲水性、且可用于大量合金纤维丝表面改性的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种可同时提高合金纤维丝耐蚀性能和表面亲水性的表面改性方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

提供一种合金纤维丝的表面改性方法，是按照下列步骤进行的：

(1)将待处理的合金纤维丝放入脱脂液中脱脂1～10min；所述的脱脂液是含有以下重量百分比的组分的水溶液：氢氧化钠1％～10％、碳酸钠0.5％～5％、十二烷基苯磺酸钠0.5％～5％和OP-10 0.1％～1％；

(2)将步骤(1)脱脂后的合金纤维丝用清水冲洗干净，然后将其浸入温度为50～90℃的化学氧化液中，控制氧化时间为5～20min；所述的化学氧化液按重量百分比计，是含有10％～40％硫酸和5％～20％三氧化铬的水溶液；在化学氧化液组成一定的条件下，随着氧化时间的延长，氧化后合金纤维丝依次呈现出褐色、蓝色、黑色、金黄色、紫红色和绿色，其中处理后纤维丝为蓝色或黑色时，其耐蚀性能和表面亲水性为佳；

(3)将步骤(2)氧化后的合金纤维丝用清水冲洗干净，然后将其浸入温度为50～80℃的坚膜液中，浸泡处理1～10min；所述的坚膜液按重量百分比计，是含有0.5％～5％重铬酸钾和0.1％～1％氢氧化钠的水溶液；

(4)将步骤(3)坚膜处理后的合金纤维丝用清水冲洗干净，然后将其浸入60～100℃的封闭液中，浸泡处理1～10min；所述的封闭液是重量百分比浓度为0.05％～5％的硅酸钠水溶液。

(5)将步骤(4)封闭处理后的合金纤维丝用清水冲洗干净并烘干。

步骤(1)所述的脱脂液优选含有以下重量百分比的组分：氢氧化钠5％～10％、碳酸钠3％～5％、十二烷基苯磺酸钠3％～5％和OP-10 0.1％～1％。

步骤(2)所述的化学氧化液优选含有20％～35％的硫酸和10％～20％的三氧化铬。

步骤(3)所述的坚膜液优选含有3％～5％的重铬酸钾和0.1％～1％的氢氧化钠。

步骤(4)所述的封闭液优选重量百分比浓度为0.1％～1％的硅酸钠水溶液。

步骤(1)所述的脱脂时间优选3～5min。

步骤(2)所述的化学氧化液温度优选60～80℃；氧化时间优选5～10min。

步骤(3)所述的坚膜液温度优选50～70℃；浸泡时间优选3～5min。

步骤(4)所述的封闭液温度优选80～100℃；浸泡时间优选3～5min。