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CN113145427B - 一种轴套表面真空电镀工艺 - Google Patents

一种轴套表面真空电镀工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轴套表面真空电镀工艺。具体包括表面预处理、原位合成聚多巴胺/UIO‑66膜、接枝、真空电镀金属膜、涂覆保护膜等步骤对轴套表面进行修饰，增加轴套的耐腐蚀性，降低表面摩擦系数，增加耐磨性。有益效果：(1)在金属表面原位合成聚多巴胺/UIO‑66膜，省略了酸洗步骤，增加了轴套的耐腐蚀性，增加了金属膜层的附着力。(2)使用真空溅射工艺溅射锌‑氧化钼混合金属层，利用氧化钼具有自润滑性，可以有效在锌金属层间粘附，增加紧密性，增加耐腐蚀性。(3)设置了保护膜，有效固定金属膜层，同时利用填料橙子凝胶和氮化硼/二硫化钼，降低轴套表面摩擦系数，增加耐磨性。

Description

一种轴套表面真空电镀工艺
技术领域
本发明涉及轴套表面处理技术领域，具体为一种轴套表面真空电镀工艺。
背景技术
轴套是一种需要长期摩擦工作的金属零件，其通常使用表面处理来强化耐磨性或耐腐蚀性。常见的工艺有电镀工艺，包括水电镀和真空电镀，水电镀由于存在污染较大、膜层晶粒较大，晶粒分布不均等问题，逐渐被真空电镀工艺所替代。真空电镀是一种利用氩气装机靶材分离形成分子物理沉积在表面的工艺。
现有的轴套真空电镀工艺中，在电镀前一般使用酸溶液活化，再进行电镀，该处理方式会消耗大量的酸，也会造成金属质量的损失，也会产生废酸、废金属的处理问题。且酸洗液中的氢化学位高于被酸洗钢材中的氢化学位，而产生的氢会渗入钢材中累积产生氢脆，降低金属的机械性能。同时，电镀工艺过程中还存在单一性金属镀层的耐腐蚀性不佳，附着力差等问题。另外，溅射金属层后常会使用涂层进行保护和固定，但是大部分涂层耐磨性不好，粘度太高，使得轴套在显示使用过程中产生粘性堆积的问题。
因此，解决上述问题，设计一种轴套表面真空电镀工艺具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轴套表面真空电镀工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种轴套表面真空电镀工艺，包括以下步骤：
步骤1：表面预处理：将轴套表面分别用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗，干燥；得到轴套A；
步骤2：聚多巴胺/UIO-66膜的制备：将轴套置于多巴胺溶液中浸渍一段时间，洗涤干燥，将其置于含有UIO-66前体溶液的水热反应釜中，设置反应条件，在轴套表面原位生成聚多巴胺/UIO-66膜，得到轴套B；
步骤3：接枝：将硅烷偶联剂均匀分散在乙醇溶液中，得到喷涂液；将轴套B置于旋转喷涂机上，设置参数，执行喷涂，得到轴套C；
步骤4：真空电镀金属膜：将轴套C置于靶台，以金属锌为靶A，以三氧化钼为靶B；设置工艺参数，将靶A和靶B设置为对靶执行溅射，得到轴套D；
步骤5：涂覆保护膜：将环氧树脂用水-丙酮混合溶剂稀释，依次加入氮化硼/二硫化钼、橙子凝胶、固化剂混合均匀，得到环氧树脂涂料；将轴套D置于旋转喷涂机上，喷涂环氧树脂涂料，设置温度为80～150℃固化2～10小时，得到轴套E。
较为优化地，步骤2中，所述多巴胺溶液的配制：将多巴胺溶于缓冲溶液中，得到浓度为3～6mg/L的多巴胺溶液；所述UIO-66前体溶液的配置：将氯化锆和对苯二甲酸溶液分别溶解在去离子水和DMF溶液中，形成氯化锆溶液和对苯二甲酸溶液；将两种溶液混合搅拌8～12小时，得到UIO-66前体溶液。
较为优化地，步骤2中，所述反应条件为：反应温度为120℃，反应时间为72小时。
较为优化地，步骤3中，所述参数为：喷涂距离为15cm，温度为55～60℃。
较为优化地，步骤4中，所述工艺参数为：设置真空室的真空度为10-4～10-2Pa，通入氩气-氮气混合气体，气体流量比为5～10:1，基体偏压为-70～-50V，溅射温度为200～300℃，溅射时间为1～2小时。
较为优化地，步骤5中，所述环氧树脂涂料的原材料包括以下组分：按重量计，双酚A环氧树脂90～105份、酸酐固化剂55～65份、橙子凝胶7～10份、氮化硼/二硫化钼5～8份。
较为优化地，步骤5中，所述橙子凝胶的制备方法为：将橙子用清水洗净，压榨得到果汁；85～90℃下巴氏杀菌20分钟；将其转移至反应釜中，加热至温度为65～70℃，滴加氢氧化钠溶液，搅拌反应2小时，热过滤溶液，冷却至室温，加入盐酸调节pH＝7～7.5；将其转移至反应釜中，设置温度为65～70℃老化8～9小时，得到橙子凝胶。
较为优化地，步骤5中，所述二硫化钼/氮化硼的制备方法为：将氮化硼放入氢氧化钠溶液中，设置温度为60～62℃回流5～5.5小时，过滤洗涤至中性，干燥，得到羟基化氮化硼；将其超声分散在去离子水中30～40分钟，依次加入四水合钼酸铵和硫脲，继续搅拌1～2小时溶解完全；转移至高压反应釜中，设置温度为205～210℃，反应24小时，离心洗涤，干燥，得到氮化硼/二硫化钼。
较为优化地，所述金属膜的厚度为2～10μm。
较为优化地，所述保护膜的厚度为40～60μm。
本技术方案中，在轴套表面原位合成聚多巴胺/UIO-66膜，真空溅射电镀锌-三氧化钼的金属膜，有效协同防腐蚀；并在聚多巴胺/UIO-66膜上接枝硅烷偶联剂，有效增加金属膜层的附着力，最后于外层涂覆一层保护膜，降低摩擦力，增加光滑性和耐磨性。轴套经过一系列处理方式，有效增加了耐磨、耐腐蚀的性能。
轴套是一种以金属钢材所制成的机械零件，由于金属的腐蚀性，使其长期运作于较苛刻环境中易腐蚀，易造成摩擦磨损。一般会采用电镀锌层强化增加耐磨性，但是直接在电镀金属膜层是会出现附着力不好，产生脱落，且电镀单一锌层后轴套的耐腐蚀性不佳。目前，电镀前常用酸处理去除金属表面氧化物，增加粗糙度，从而增加电镀层的附着力和缓释性。但是，酸洗会消耗大量的酸，会损失金属质量，也因此产生了废酸、废金属的处理问题；另外，酸洗液中的氢化学位高于被酸洗钢材中的氢化学位，生成的氢会渗入钢中累积产生氢脆，降低金属的机械性能。因此，本方案中，利用多巴胺在金属表面优异的粘结性和自聚性能，联合利用热熔胶反应，将UIO-66膜层原位生成在聚多巴胺上，由于聚多巴胺中高密度的儿茶酚基团对活性金属中心具有螯合性，有利于原位非均相成核，从而生长成具有高结晶度、均匀且紧密的聚多巴胺/UIO-66膜。以该方式覆盖在金属表面，附着力强，且该膜层具有优异的抗腐蚀性能，UIO-66表面大量的羟基，可以增加后续金属膜层的附着力，也可以通过羟基进行表面修饰，进一步增加金属膜层的附着力。以此，代替酸洗产生的缓释作用和增加附着力的作用。
本方案中，通过利用硅烷偶联剂接枝在UIO-66表面，增加紧密性的同时，增加溅射金属膜层对的附着力。溅射的金属层以锌金属为主，以氧化钼为辅。若单独以锌一种金属，耐腐蚀性较弱，使用混合金属层可以有效提高金属膜层的耐腐蚀性，加入的氧化钼可以有效增加表面阻抗，从而增加耐腐蚀性，同时利用氧化钼具有自润滑性，可以有效在锌金属层间粘附，增加金属层的紧密性降低腐蚀液的浸入速率，有效降低腐蚀速率，增加使用寿命。且溅射过程中，溅射的晶粒尺寸较小，可以有效填充在填在了聚多巴胺/UIO-66膜孔道和空隙中，降低孔隙率，同时，由于UIO-66的均匀分散，使得溅射金属可以均匀分布，有效降低了不均匀现象，降低了粗糙度。
为了降低轴套表面摩擦系数，增加耐磨性，同时为了固定金属膜层，在金属膜层的上方设置了保护膜。该保护膜以维氏硬度较高的聚环氧树脂为主体，并加入橙子凝胶和氮化硼/二硫化钼两种填料。具体如下：(1)橙子凝胶在水-丙酮溶剂中与环氧树脂的相容性较好。橙子凝胶中含有二氧化硅类的硬质化合物，有效提高了保护膜的刚度、强度、硬度；其次，环氧树脂涂层表面粗糙度较高归因于表面粗糙的层状结构，而其中具有还原性的柠檬酸根，使得层状结构被破坏分解成细晶，产生细晶结构错位，密度增加，从而使得涂层的强度增加；且晶粒结构错位也增加了其与金属膜层之间的附着力。降低了孔隙率和孔隙空间，有助于减少表面裂缝，增加涂层的平滑性和表面耐磨性。(2)氮化硼和二硫化钼均具有较好的耐磨性和自润滑性，可以显著增加涂层的耐磨型、降低摩擦力。本技术方案中，将氮化硼表面羟基化，然后在其表面以羟基为位点直接合成负载二硫化钼，形成氮化硼/二硫化钼，该方式成功抑制了二硫化钼的团聚。且由于二硫化钼负载，增加了氮化硼的表面粗糙度，也进一步提高了该填料与环氧树脂之间的界面相容性。从而协同产生了最大化的自润滑性，降低了轴套表面的摩擦系数，增强了机械强度和耐磨性。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：(1)在金属表面原位合成聚多巴胺/UIO-66膜，省略了酸洗步骤，增加了轴套的耐腐蚀性，增加了金属膜层的附着力。(2)使用真空溅射工艺溅射锌-氧化钼混合金属层，利用氧化钼具有自润滑性，可以有效在锌金属层间粘附，增加紧密性，增加耐腐蚀性。(3)设置了保护膜，有效固定金属膜层，同时利用填料橙子凝胶和氮化硼/二硫化钼，降低轴套表面摩擦系数，增加耐磨性。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
步骤1：将轴套表面分别用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗，干燥；得到轴套A；
步骤2：将多巴胺溶于缓冲溶液中，得到浓度为4.5mg/L的多巴胺溶液；将轴套置于多巴胺溶液中浸渍一段时间，洗涤干燥，将其置于含有UIO-66前体溶液的水热反应釜中，设置反应条件，在轴套表面原位生成聚多巴胺/UIO-66膜，得到轴套B；将氯化锆和对苯二甲酸溶液分别溶解在去离子水和DMF溶液中，形成氯化锆溶液和对苯二甲酸溶液；将两种溶液混合搅拌10小时，得到UIO-66前体溶液。反应温度为120℃，反应时间为72小时。
步骤3：将硅烷偶联剂均匀分散在乙醇溶液中，得到喷涂液；将轴套B置于旋转喷涂机上，设置参数，执行喷涂，得到轴套C；喷涂距离为15cm，温度为58℃。
步骤4：将轴套C置于靶台，以金属锌为靶A，以三氧化钼为靶B；设置真空室的真空度为10-3Pa，通入氩气-氮气混合气体，气体流量比为8:1，基体偏压为-60V，溅射温度为250℃，溅射时间为1.5小时；将靶A和靶B设置为对靶执行溅射，得到轴套D。
步骤5：(1)将橙子用清水洗净，压榨得到果汁；88℃下巴氏杀菌20分钟；将其转移至反应釜中，加热至温度为68℃，滴加氢氧化钠溶液，搅拌反应2小时，热过滤溶液，冷却至室温，加入盐酸调节pH＝7.2；将其转移至反应釜中，设置温度为68℃老化8.5小时，得到橙子凝胶，备用。(2)将氮化硼放入氢氧化钠溶液中，设置温度为61℃回流5.25小时，过滤洗涤至中性，干燥，得到羟基化氮化硼；将其超声分散在去离子水中35分钟，依次加入四水合钼酸铵和硫脲，继续搅拌1.5小时溶解完全；转移至高压反应釜中，设置温度为208℃，反应24小时，离心洗涤，干燥，得到氮化硼/二硫化钼，备用。(3)将双酚A环氧树脂98份水-丙酮混合溶剂稀释，依次加入6份氮化硼/二硫化钼、8份橙子凝胶、酸酐固化剂60份混合均匀，得到环氧树脂涂料；将轴套D置于旋转喷涂机上，喷涂环氧树脂涂料，设置温度为120℃固化8小时，得到轴套E。
实施例2：
步骤1：将轴套表面分别用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗，干燥；得到轴套A；
步骤2：将多巴胺溶于缓冲溶液中，得到浓度为3mg/L的多巴胺溶液；将轴套置于多巴胺溶液中浸渍一段时间，洗涤干燥，将其置于含有UIO-66前体溶液的水热反应釜中，设置反应条件，在轴套表面原位生成聚多巴胺/UIO-66膜，得到轴套B；将氯化锆和对苯二甲酸溶液分别溶解在去离子水和DMF溶液中，形成氯化锆溶液和对苯二甲酸溶液；将两种溶液混合搅拌8小时，得到UIO-66前体溶液。反应温度为120℃，反应时间为72小时。
步骤3：将硅烷偶联剂均匀分散在乙醇溶液中，得到喷涂液；将轴套B置于旋转喷涂机上，设置参数，执行喷涂，得到轴套C；喷涂距离为15cm，温度为55℃。
步骤4：将轴套C置于靶台，以金属锌为靶A，以三氧化钼为靶B；设置真空室的真空度为10-4Pa，通入氩气-氮气混合气体，气体流量比为5:1，基体偏压为-70V，溅射温度为200℃，溅射时间为2小时；将靶A和靶B设置为对靶执行溅射，得到轴套D。
步骤5：(1)将橙子用清水洗净，压榨得到果汁；85℃下巴氏杀菌20分钟；将其转移至反应釜中，加热至温度为65℃，滴加氢氧化钠溶液，搅拌反应2小时，热过滤溶液，冷却至室温，加入盐酸调节pH＝7；将其转移至反应釜中，设置温度为65℃老化8小时，得到橙子凝胶，备用。(2)将氮化硼放入氢氧化钠溶液中，设置温度为60℃回流5小时，过滤洗涤至中性，干燥，得到羟基化氮化硼；将其超声分散在去离子水中30～40分钟，依次加入四水合钼酸铵和硫脲，继续搅拌1小时溶解完全；转移至高压反应釜中，设置温度为205℃，反应24小时，离心洗涤，干燥，得到氮化硼/二硫化钼，备用。(3)将双酚A环氧树脂90份水-丙酮混合溶剂稀释，依次加入5份氮化硼/二硫化钼、7份橙子凝胶、酸酐固化剂55份混合均匀，得到环氧树脂涂料；将轴套D置于旋转喷涂机上，喷涂环氧树脂涂料，设置温度为80℃固化10小时，得到轴套E。
实施例3：
步骤1：将轴套表面分别用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗，干燥；得到轴套A；
步骤2：将多巴胺溶于缓冲溶液中，得到浓度为6mg/L的多巴胺溶液；将轴套置于多巴胺溶液中浸渍一段时间，洗涤干燥，将其置于含有UIO-66前体溶液的水热反应釜中，设置反应条件，在轴套表面原位生成聚多巴胺/UIO-66膜，得到轴套B；将氯化锆和对苯二甲酸溶液分别溶解在去离子水和DMF溶液中，形成氯化锆溶液和对苯二甲酸溶液；将两种溶液混合搅拌12小时，得到UIO-66前体溶液。反应温度为120℃，反应时间为72小时。
步骤3：将硅烷偶联剂均匀分散在乙醇溶液中，得到喷涂液；将轴套B置于旋转喷涂机上，设置参数，执行喷涂，得到轴套C；喷涂距离为15cm，温度为60℃。
步骤4：将轴套C置于靶台，以金属锌为靶A，以三氧化钼为靶B；设置真空室的真空度为10-2Pa，通入氩气-氮气混合气体，气体流量比为10:1，基体偏压为-50V，溅射温度为300℃，溅射时间为1小时；将靶A和靶B设置为对靶执行溅射，得到轴套D。
步骤5：(1)将橙子用清水洗净，压榨得到果汁；90℃下巴氏杀菌20分钟；将其转移至反应釜中，加热至温度为70℃，滴加氢氧化钠溶液，搅拌反应2小时，热过滤溶液，冷却至室温，加入盐酸调节pH＝7.5；将其转移至反应釜中，设置温度为70℃老化9小时，得到橙子凝胶，备用。(2)将氮化硼放入氢氧化钠溶液中，设置温度为62℃回流5.5小时，过滤洗涤至中性，干燥，得到羟基化氮化硼；将其超声分散在去离子水中40分钟，依次加入四水合钼酸铵和硫脲，继续搅拌2小时溶解完全；转移至高压反应釜中，设置温度为210℃，反应24小时，离心洗涤，干燥，得到氮化硼/二硫化钼，备用。(3)将双酚A环氧树脂105份水-丙酮混合溶剂稀释，依次加入8份氮化硼/二硫化钼、10份橙子凝胶、酸酐固化剂65份混合均匀，得到环氧树脂涂料；将轴套D置于旋转喷涂机上，喷涂环氧树脂涂料，设置温度为150℃固化10小时，得到轴套E。
实施例4：不设置聚多巴胺/UIO-66膜，使用盐酸表面活化；其余与实施例1相同。
实施例5：在金属膜中不加入氧化钼作为辅助金属；其余与实施例1相同。
实施例6：保护膜中，将环氧树脂改为丙烯酸酯；其余与实施例1相同。
实施例7：保护膜中，不加入橙子凝胶；其余与实施例1相同。
实施例8：保护膜中，不将硫化钼负载氮化硼加入，将两者分开加入至涂料中，其余与实施例1相同。
实验：将实施例1～8表面处理后的轴套作为样品，参照GB/T1771-2007的标准方法，对表面处理后的轴套进行耐盐雾实验，表征其耐腐蚀性。参照GB1720-79的标准方法，表征轴套表面膜层的附着力。参照GB/T1786-2006标准方法，在载荷为40N的情况下，设置摩擦形成为1000m，摩擦速度为1.6m/s，根据质量差得到磨损量，并采用摩擦磨损试验仪对轴套表面进行耐磨性得到表面的摩擦系数。所得数据如下表所示：
Figure BDA0003022495680000071
结论：从实施例1～3的数据可以看出，对轴套表面进行一系列膜层设置，具有较强的附着力，可以达到0级，具有较好耐腐蚀性，均达到5700小时以上；具有较好的耐磨性，表面的摩擦系数低至0.035，磨损量仅为0.7mg。
将实施例4的数据与实施例1的数据对比，可以发现：附着力、耐盐雾性均有下降，原因是聚多巴胺/UIO-66膜具有高结晶度、紧密均匀的结构。利用聚多巴胺与金属有着强附着力且该膜层具有优异的抗腐蚀性能，UIO-66表面大量的羟基，可以增加后续金属膜层的附着力，溅射的金属膜层的附着力。
将实施例5的数据与实施例1的数据对比，可以发现：耐盐雾性能下降，原因是单一的锌金属膜的腐蚀性较低，加入的氧化钼可以有效增加表面阻抗，从而增加耐腐蚀性，同时利用氧化钼具有自润滑性，可以有效在锌金属层间粘附，增加金属层的紧密性降低腐蚀液的浸入速率，有效降低腐蚀速率，增加使用寿命。
将实施例6～7的数据与实施例1对比，可以发现：实施例6中的轴套表面耐磨性降低，原因是环氧树脂是众多聚合物中硬度最高的聚合物，具有更好的耐磨性。而实施例7的耐磨性也显著降低，原因是橙子凝胶中含有二氧化硅类的硬质化合物，有效提高了保护膜的刚度、强度、硬度；还含有柠檬酸根，使得层状结构被破坏分解成细晶，产生细晶结构错位，增加了密度，降低了空隙，减少表面裂缝，增加涂层的平滑性和表面耐磨性；且晶粒结构错位也增加了其与金属膜层之间的附着力，使得层与层之间更为紧密。而实施例8的数据可以发现耐腐蚀性下降，以及耐摩擦力下降，原因是将氮化硼表面羟基化，然后在其表面以羟基为位点直接合成负载二硫化钼，形成氮化硼/二硫化钼，该方式成功抑制了二硫化钼的团聚，团聚易造成粘附相差，产生微裂纹，在循环应力下，摩擦偏向一侧，造成磨损不平衡，增加了磨损量，降低了耐磨性。而负载后的二硫化钼与氮化硼形成了分散密集的平坦的润滑层。且由于二硫化钼负载，增加了氮化硼的表面粗糙度，也进一步提高了该填料与环氧树脂之间的界面相容性，抑制了裂纹的蔓延。两者间具有协同作用，形成了均匀坚硬的膜，即使在高载荷或滑动速度的条件下，仍然保持更好的摩擦和磨损性能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种轴套表面真空电镀工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：表面预处理：将轴套表面分别用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗，干燥；得到轴套A；步骤2：聚多巴胺/UIO-66膜的制备：将轴套置于多巴胺溶液中浸渍一段时间，洗涤干燥，将其置于含有UIO-66前体溶液的水热反应釜中，设置反应条件，在轴套表面原位生成聚多巴胺/UIO-66膜，得到轴套B；步骤3：接枝：将硅烷偶联剂均匀分散在乙醇溶液中，得到喷涂液；将轴套B置于旋转喷涂机上，设置参数，执行喷涂，得到轴套C；步骤4：真空电镀金属膜：将轴套C置于靶台，以金属锌为靶A，以三氧化钼为靶B；设置工艺参数，将靶A和靶B设置为对靶执行溅射，得到轴套D；步骤5：涂覆保护膜：将环氧树脂用水-丙酮混合溶剂稀释，依次加入氮化硼/二硫化钼、橙子凝胶、固化剂混合均匀，得到环氧树脂涂料；将轴套D置于旋转喷涂机上，喷涂环氧树脂涂料，设置温度为80～150℃固化2～10小时，得到轴套E；
步骤2中，所述多巴胺溶液的配制：将多巴胺溶于缓冲溶液中，得到浓度为3～6mg/L的多巴胺溶液；所述UIO-66前体溶液的配置：将氯化锆和对苯二甲酸溶液分别溶解在去离子水和DMF溶液中，形成氯化锆溶液和对苯二甲酸溶液；将两种溶液混合搅拌8～12小时，得到UIO-66前体溶液；
步骤2中，所述反应条件为：反应温度为120℃，反应时间为72 小时；
步骤3中，所述参数为：喷涂距离为15cm，温度为55～60℃；
步骤4中，所述工艺参数为：设置真空室的真空度为10-4 ～10-2 Pa，通入氩气-氮气混合气体，气体流量比为5～10:1，基体偏压为-70～-50V，溅射温度为200～300℃，溅射时间为1～2小时；
步骤5中，所述环氧树脂涂料的原材料包括以下组分：按重量计，双酚A环氧树脂90～105份、酸酐固化剂55～65份、橙子凝胶7～10份、氮化硼/二硫化钼5～8份；
步骤5中，所述橙子凝胶的制备方法为：将橙子用清水洗净，压榨得到果汁；85～90℃下巴氏杀菌20分钟；将其转移至反应釜中，加热至温度为65～70℃，滴加氢氧化钠溶液，搅拌反应2小时，热过滤溶液，冷却至室温，加入盐酸调节pH＝7～7.5；将其转移至反应釜中，设置温度为65～70℃老化8～9小时，得到橙子凝胶；步骤5中，所述二硫化钼/氮化硼的制备方法为：将氮化硼放入氢氧化钠溶液中，设置温度为60～62℃回流5～5.5小时，过滤洗涤至中性，干燥，得到羟基化氮化硼；将其超声分散在去离子水中30～40分钟，依次加入四水合钼酸铵和硫脲，继续搅拌1～2小时溶解完全；转移至高压反应釜中，设置温度为205～210℃，反应24小时，离心洗涤，干燥，得到氮化硼/二硫化钼；
所述金属膜的厚度为2～10μm；
所述保护膜的厚度为40～60μm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116180062B (zh) * 2022-12-30 2024-10-22 南京科润工业介质股份有限公司 一种用于镀锌板涂装前的表面处理剂

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH473907A (fr) * 1966-09-08 1969-06-15 Comp Generale Electricite Procédé de dépôt d'une couche métallique sur un substrat par évaporation sous vide
US4540637A (en) * 1980-12-29 1985-09-10 Baltimore Aircoil Company, Inc. Process for the application of organic materials to galvanized metal
CN1633478A (zh) * 2000-11-13 2005-06-29 达克拉尔 MoO3作为腐蚀抑制剂的用途,以及含有这种腐蚀抑制剂的涂料组合物
CN108504250A (zh) * 2018-04-11 2018-09-07 启东海大聚龙新材料科技有限公司 一种环氧树脂复合耐磨涂层及其制备方法
CN109054528A (zh) * 2018-09-11 2018-12-21 在邦润滑材料（上海）有限公司 一种发动机轴瓦涂覆专用润滑耐磨涂料及其制备方法
CN110052185A (zh) * 2019-04-16 2019-07-26 暨南大学 一种基于多巴胺UiO-66膜的改性方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108546910A (zh) * 2018-03-15 2018-09-18 中信戴卡股份有限公司 一种轮毂耐老化镀膜及形成该保护膜的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH473907A (fr) * 1966-09-08 1969-06-15 Comp Generale Electricite Procédé de dépôt d'une couche métallique sur un substrat par évaporation sous vide
US4540637A (en) * 1980-12-29 1985-09-10 Baltimore Aircoil Company, Inc. Process for the application of organic materials to galvanized metal
CN1633478A (zh) * 2000-11-13 2005-06-29 达克拉尔 MoO3作为腐蚀抑制剂的用途,以及含有这种腐蚀抑制剂的涂料组合物
CN108504250A (zh) * 2018-04-11 2018-09-07 启东海大聚龙新材料科技有限公司 一种环氧树脂复合耐磨涂层及其制备方法
CN109054528A (zh) * 2018-09-11 2018-12-21 在邦润滑材料（上海）有限公司 一种发动机轴瓦涂覆专用润滑耐磨涂料及其制备方法
CN110052185A (zh) * 2019-04-16 2019-07-26 暨南大学 一种基于多巴胺UiO-66膜的改性方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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氮化硼/二硫化钼-环氧复合材料的导热性能研究;纪超等;《集成技术》;20190131;第8卷(第01期);第38-44页 *

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