专利名称：水电解极板表面涂覆液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对碳钢极板的表面进行涂层处理的涂料，属于金属表面处理技术领域。
背景技术：
水电解是使水在直流电的作用下分解出氢气或氧气。整套水电解设备中电解槽是其最核心的装置之一。工业上常用的水电解槽根据需要由数十个到上百个电解小室按规律叠压构成。每个电解小室由阳极板、氧催化电极、阻气隔膜、绝缘密封垫片、氢催化电极、阴极板等组成。阳极板和阴极板通常采用碳钢钢板制成。由于强酸性电解质组成的电解液对金属具有强烈的腐蚀性，所以电解槽的电解液一般采用浓度为25%至30%的氢氧化钾或氢氧化钠溶液。在电场的作用下，钾离子或钠离子向负极移动，氢氧根离子向正极移动，从而析出氢气和氧气。为了降低过电位，减少电能消耗，电解槽的工作温度一般为85°C至90°C。这样的碱浓度和温度极易对碳钢钢板造成碱蚀，所以必须对阳极板和阴极板进行防腐处理。由于纯镍的耐碱蚀性能十分优异，目前，水电解行业通常采用镀镍的碳·钢钢板作为水电解槽的阴阳极板。根据研究结果显示，由于镀镍的碳钢极板实际上并不可能被镀镍层完全地包覆，镀镍层上不可避免地会存有微孔。当极板处于有害离子形成的电解液中，这些有害离子可进入镀镍层的微孔中，并在微孔中富集，与铁离子发生水解反应，形成腐蚀性极强的酸，持续对极板进行腐蚀。此外，由于镀镍层是一种阴极性的镀层，镍的标准电极电位为-0.25V，铁的标准电极电位为-0.44V，镀镍层与碳钢基体会形成一对电偶，当它们同时暴露在电解液中就会发生电化学反应。在微孔内的铁是阳极，失去电子被溶解；在外的镍是阴极，得到电子，并将水电解放出氢。由此可知，采用一般工艺制成的镀镍碳钢极板被腐蚀的可能性极大。一旦极板出现严重的腐蚀会导致氢氧气体互串、漏碱以及电短路，很有可能引起爆炸，威胁人员和设备的安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提出一种用于对碳钢极板的表面进行涂层处理，可有效提高极板镀镍后的耐腐蚀性的水电解极板表面涂覆液。本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是:一种水电解极板表面涂覆液，包括以下成分:5wt%至15wt%的轻基壳聚糖,5wt%至15wt%的导电炭黑，lwt%至5wt%的植酸，0.5wt%至3wt%的氧化剂，0.5wt%至3wt%的络合剂，0.2wt%至2wt%的缓蚀剂，0.lwt%至
0.5wt的表面活性剂，0.02wt%至2wt%的pH调节剂，其余为水；所述涂覆液的pH值为3至5.5o上述羟基壳聚糖是羟甲基壳聚糖、羟乙基壳聚糖、羟丙基壳聚糖中的一种或多种。上述氧化剂是钥酸盐、钨酸盐、硝酸盐、氯酸盐中的一种或多种。上述络合剂是柠檬酸钠、乳酸钠、苹果酸钠中的一种或多种。
上述缓蚀剂是苯并三氮唑、碘化钾、甲基苯并三唑中的一种或多种。上述表面活性剂是十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或正辛基硫酸钠中的一种或多种。上述pH调节剂是三乙醇胺、三乙胺中的一种或两种。本发明具有积极的效果:本发明的水电解极板表面涂覆液内加入羟基壳聚糖和导电炭黑可以使得涂层的导电性能明显提升，优于碳钢材质。植酸是一种金属螯合剂，可以与铁离子和其他金属阳离子形成螯合物，与羟基壳聚糖复合使用效果更佳。涂覆液中加入氧化剂可与极板上的铁发生钝化反应，加入络合剂和缓蚀剂可以进一步提高涂层的耐腐蚀性，加入表面活性剂可以明显提高涂层的表面张力使得涂层更加致密。该涂覆液以导电炭黑和羟基壳聚糖作为形成涂层的主要成分，以植酸、氧化剂、络合剂、缓蚀剂、表面活性剂作为形成涂层的辅助成分，使得涂层具有很好的导电性，可以有效地隔离铁与镀镍层接触，并且具有很好的防流挂性和涂覆性，成本相对较低。
具体实施例方式(实施例1)
本实施例的水电解极板表面涂覆液，包括以下成分:10wt%的轻甲基壳聚糖，10wt%的乙炔炭黑，5wt%的植酸，2wt%的钥酸钠，3wt%的朽1檬酸钠，lwt%的苯并三氮唑,0.3wt%的十二烷基硫酸钠，其余为水，用三乙醇胺调节PH值为5。(实施例2)
本实施例的水电解极板表面涂覆液，包括以下成分:8wt%的轻丙基壳聚糖，5wt%的乙炔炭黑，5wt%的植酸，lwt%的钨酸钠，lwt%的乳酸钠，0.5wt%的碘化钾，0.2wt%的十二烷基苯磺酸钠，其余为水，用三乙 胺调节pH值为4.5。(实施例3)
本实施例的水电解极板表面涂覆液，包括以下成分:12wt%的羟丙基壳聚糖，8wt%的科琴炭黑，3wt%的植酸，3wt%的钨酸钠，2wt%的苹果酸钠，0.5wt%的甲基苯并三唑，0.2wt%的正辛基硫酸钠，其余为水，用三乙醇胺调节pH值为4。(应用例I)
本应用例I是采用实施例1中的水电解极板表面涂覆液，对碳钢材质的极板表面进行涂层处理。将极板浸入50°C的涂覆液中lOmin，从涂覆液中取出后进行烘干，烘干温度为200°C，烘干时间为0.5h，烘干后涂覆液在极板表面形成涂层。(应用例2)
本应用例2是采用实施例2中的水电解极板表面涂覆液，对碳钢材质的极板表面进行涂层处理。在极板表面均匀涂覆涂覆液，完全覆盖后进行烘干，涂覆层厚度为2_，烘干温度为150°C，烘干时间为lh，烘干后涂覆液在极板表面形成涂层。(应用例3)
本应用例3是采用实施例3中的水电解极板表面涂覆液，对碳钢材质的极板表面进行涂层处理。在极板表面喷涂涂覆液，完全覆盖后进行烘干，涂覆层厚度为1_，烘干温度为120°C，烘干时间为0.5h，烘干后涂覆液在极板表面形成涂层。对经过应用例I至3的涂层处理的极板采用常规工艺进行镀镍，然后进行盐雾测试。将试样放入盐雾试验箱内，采用5%的NaCl溶液，湿度为70%，温度为50°C，每天持续喷雾8h，连续8天，极 板表面无明显的腐蚀现象。
权利要求
1.一种水电解极板表面涂覆液，其特征在于，包括以下成分:5wt%至15wt%的轻基壳聚糖，5wt%至15wt%的导电炭黑，lwt%至5wt%的植酸,0.5wt%至3wt%的氧化剂,0.5wt%至3wt%的络合剂，0.2wt%至2wt%的缓蚀剂，0.lwt%至0.5wt的表面活性剂，0.02wt%至2wt%的PH调节剂，其余为水；所述涂覆液的pH值为3至5.5。
2.根据权利要求1所述的水电解极板表面涂覆液，其特征在于:所述羟基壳聚糖是羟甲基壳聚糖、羟乙基壳聚糖、羟丙基壳聚糖中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的水电解极板表面涂覆液，其特征在于:所述氧化剂是钥酸盐、钨酸盐、硝酸盐、氯酸盐中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的水电解极板表面涂覆液，其特征在于:所述络合剂是柠檬酸钠、乳酸钠、苹果酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的水电解极板表面涂覆液，其特征在于:所述缓蚀剂是苯并三氮唑、碘化钾、甲基苯并三唑中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的水电解极板表面涂覆液，其特征在于:所述表面活性剂是十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或正辛基硫酸钠中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的水电解极板表面涂覆液，其特征在于:所述pH调节剂是三乙醇胺、三乙胺中的一种或两种。
全文摘要
本发明涉及一种水电解极板表面涂覆液，包括以下成分5wt%至15wt%的羟基壳聚糖，5wt%至15wt%的导电炭黑，1wt%至5wt%的植酸，0.5wt%至3wt%的氧化剂，0.5wt%至3wt%的络合剂，0.2wt%至2wt%的缓蚀剂，0.1wt%至0.5wt的表面活性剂，0.02wt%至2wt%的pH调节剂，其余为水，涂覆液的pH值为3至5.5，属于金属表面处理技术领域。本发明的水电解极板表面涂覆液用于对碳钢极板的表面进行涂层处理，可有效提高极板镀镍后的耐腐蚀性的。
文档编号C23C22/58GK103088332SQ20121053842
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者黄东, 包金祥 申请人:苏州新区化工节能设备厂