[發明專利]一種鎂合金表面疏水化復合處理方法

無效

• 申請號: 200910192207.2
• 申請日: 2009-09-09
• 公開（公告）號: CN101654801A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 康志新;賴曉明;劉應輝;王芬;龍雁;邵明;李元元
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C25D11/30
• 分類號: C25D11/30
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 盛佩珍

技術領域

本發明涉及鎂合金表面改性技術領域，特別是指一種利用微弧氧化與有機鍍膜技術相結合的鎂合金表面疏水化復合處理方法。

背景技術

浸潤性是材料表面的重要特征，親水性和疏水性則是表征材料表面浸潤性的兩個方面，是直接反映材料表面自由能的重要參數。材料表面潤濕性(親水性、疏水性)的改變，可以提高材料的表面性能，使得材料的使用范圍得到拓展，在工農業生產及人們日常生活中都發揮著重要的作用。通過在鎂合金表面實現親-疏水轉換，制備得到具有疏水或超疏水特性的功能膜層可以改善鎂合金的表面特性，一方面可以防止鎂合金由于氧、水和電子轉移引起的電化學反應，抑制鎂合金工件在潮濕的空氣、含硫氣氛和海洋大氣中遭受嚴重的化學腐蝕，拓寬其應用領域；另一方面則可以對鎂合金工件表面起到防污、防水、自清潔、減小水阻力、減小摩擦等功能，具有重要的實際應用價值。如可以應用于輕量化的鎂合金精密產品中，對3C產品中的數碼相機、手機、筆記本電腦等起著防腐與防污的作用，從而大大拓寬了鎂合金的應用領域。

在金屬表面制備疏水及超疏水膜層的方法很多，但關于利用微弧氧化技術與其它技術相結合在鎂合金表面實現親疏水轉換制備疏水及超疏水膜層的處理方法并不多見。例如，中國發明專利申請號為200710078089.3，公開了一種鎂合金超疏水表面的制備方法，它經過微弧氧化處理得到粗糙表面，然后在丙烯酸中處理，最后旋涂乙烯基聚二甲基硅氧烷進行表面修飾使其接觸角大于150°，由于其微弧氧化后須經過化學腐蝕后續處理，工藝過程因此而較為復雜，又由于旋涂工藝得到的超疏水表面是依靠物理吸附或范德華力結合，超疏水表面的使用壽命受到限制。中國發明專利申請號為200710156490.4，公開了一種輕質金屬超疏水表面的制備方法，它采用陽極氧化后經低溫等離子體處理，最后通過浸泡化學修飾得到超疏水表面，其微弧氧化后須經過等離子處理，后續工藝過程也較為復雜，還由于該方法前處理是采用陽極氧化，其耐蝕性能相對微弧氧化為前處理來說，不夠理想，另外，制備的超疏水表面仍是屬于物理結合，超疏水表面的使用壽命同樣受到限制。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足之處，提供一種在實現鎂合金表面功能化得到疏水及超疏水膜層的同時，提高鎂合金表面耐腐蝕性能的鎂合金表面疏水化復合處理方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種鎂合金表面疏水化復合處理方法，該復合處理方法采用微弧氧化與有機鍍膜技術相結合，具體包括以下步驟及工藝條件：

步驟一：微弧氧化制備微納多孔超親水表面

將經常規預處理后的鎂合金工件在堿性復合電解液體系中進行微弧氧化處理，其電解液溫度控制在30～50℃，微弧氧化處理時間為5～60min；經兩電極同時成膜的鎂合金工件獲得微納多孔超親水表面；

所述微弧氧化采用交流恒壓或交流步增恒壓，電壓為120～250V、頻率為45～70Hz；

步驟二：有機鍍膜疏水化處理

(2)配制有機鍍膜電解質溶液

有機鍍膜電解質溶液是由蒸餾水配置而成，含三嗪硫醇有機化合物鹽0.1～20mmol/L、支持電解質0.01～10mol/L，

所述支持電解質是指NaOH或Na₂CO₃；

(2)有機鍍膜

將微弧氧化處理后的鎂合金工件，直接以三電極方式放入上述電解質溶液中進行有機鍍膜，有機鍍膜采用恒電流法或采用循環伏安法；有機鍍膜后的鎂合金工件放入干燥箱中干燥，即獲得具有疏水耐蝕或超疏水耐蝕的功能膜層。

為了更好的實現本發明，所述微弧氧化堿性復合電解液體系為以蒸餾水或去離子水配置，體系含硅酸鹽6～80g/L、碳酸鹽10～45g/L、四硼酸鹽5～20g/L、酒石酸鹽5～25g/L、氫氧化鈉1～10g/L、輕質氧化鎂1～5g/L、三氧化二鋁1～5g/L、表面活性劑聚乙二醇1～15g/L和三乙醇胺2～20mL/L或丙三醇2～20mL/L。

所述恒電流法有機鍍膜，其工藝條件為電流密度為0.05～10mA/cm²，鍍膜時間為5～90min，鍍膜溫度為室溫；

所述循環伏安法有機鍍膜，其工藝條件為循環掃描速率為1～50mV/s，循環次數為1～10次，鍍膜溫度為室溫。

所述三嗪硫醇有機化合物鹽為含硫醇基-SH或氟取代基團的三嗪硫醇有機化合物鹽。