[发明专利]一种含有纳米Y2

说明书

本发明公开了一种含有纳米Y₂O₃颗粒耐腐蚀超疏水复合材料及其制备方法，制备包括如下过程：以X100钢基体为阴极、以纯镍板为阳极，以Ni‑Co‑Y₂O₃电沉积溶液进行电沉积，在钢基体表面得到具有乳突状突起的Ni‑Co‑Y₂O₃纳米复合镀层；再使用低表面能修饰法使所述Ni‑Co‑Y₂O₃纳米复合镀层具有超疏水性，最后进行干燥处理，得到所述含有纳米Y₂O₃颗粒耐腐蚀超疏水复合材料。本发明能显著提高Ni‑Co镀层的防腐性能，具有较高的疏水性，所得镀层表面具有微纳米乳突状突起结构。当腐蚀性介质与其接触时，表面超疏水膜与纳米复合镀层的双重保护，阻碍腐蚀性离子浸入镀层内部，进而提高镀层的耐蚀性，为制备的新型复合镀层在土壤腐蚀环境中得到广泛应用提供了新的思路。

技术领域

本发明属于金属表面处理及改性技术领域，具体涉及一种含有纳米Y₂O₃颗粒耐腐蚀超疏水复合材料及其制备方法。

背景技术

管道运输是目前油气工业中的主要运输方式。在油气开发运输过程中，管线钢长期服役在不同的土壤介质中，如酸性土壤、盐碱土等，土壤环境中含有大量的水性混合物，管线钢表面能较大使得水滴极易在其表面铺展，增大了水(或腐蚀性物质)与其表面的接触面积，从而增加了腐蚀的发生。土壤腐蚀成为威胁油气安全运行、导致管道腐蚀穿孔的主要原因。镍钴(Ni-Co)合金涂层具有较高的耐蚀性能、硬度及良好的耐磨性，已成为表面镀层的主流材料，但仍不能满足现有苛刻的土壤腐蚀环境。

超疏水表面是指水接触角大于150°，滚动角小于10°。一般情况下，超疏水表面可以通过微纳米结构和低表面能材料的表面修饰相结合来实现。低表面能材料常常需要氟硅烷等来降低表面能，但这些物质价格昂贵，同时污染环境，对人体危害较大，如何不使用含氟材料制备超疏水Ni-Co合金镀层是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的Ni-Co合金镀层在苛刻的工况下仍不能满足现代化的需求这一问题，提供一种含有纳米Y₂O₃颗粒耐腐蚀超疏水复合材料及其制备方法，本发明在现有的Ni-Co镀层中添加第二相纳米粒子Y₂O₃强化Ni-Co镀层耐蚀性的基础上，采用低表面能修饰技术赋予Ni-Co镀层超疏水性，以得到疏水性能好、耐腐蚀性优异的超疏水复合镀层，使具有该超疏水复合镀层的复合材料在土壤腐蚀环境中得到广泛应用。

本发明采用的技术方案如下：

一种含有纳米Y₂O₃颗粒耐腐蚀超疏水复合材料的制备方法，包括如下过程：

以钢基体为阴极、以纯镍板为阳极，以Ni-Co-Y₂O₃电沉积溶液进行电沉积在钢基体表面得到具有乳突状突起的Ni-Co-Y₂O₃纳米复合镀层；再使用低表面能修饰法使所述Ni-Co-Y₂O₃纳米复合镀层具有超疏水性，最后进行干燥处理，得到所述含有纳米Y₂O₃颗粒耐腐蚀超疏水复合材料。

优选的，所述Ni-Co-Y₂O₃电沉积溶液的组成如下：