[發明專利]一種金屬鎂表面超疏水膜的制備方法

無效

• 申請號: 201010102884.3
• 申請日: 2010-01-29
• 公開（公告）號: CN101792902A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 王燕華;王偉;鐘蓮;徐海波;蘆永紅;王佳
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: C23C22/02
• 分類號: C23C22/02;C23C22/77;C23C22/78
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技術領域

本發明涉及一種金屬鎂表面超疏水膜的制備方法。屬于金屬基材表面處理技術領域。

背景技術

浸潤性是固體表面的重要特征之一，由表面的化學組成和微觀幾何結構共同決定的。近年來，由于受到荷葉表面超疏水和自清潔效應的啟發，人們對于如何調控固體材料表面微納米結構實現超疏水的技術表現出極大的興趣。所謂超疏水表面一般是指與水的接觸角大于150°的表面，水滴在此表面上很難穩定地停留。在金屬表面制備超疏水膜，可以減少金屬與周圍腐蝕性水環境的接觸面積，降低金屬發生腐蝕的風險，使金屬表面具備自清潔的功能。

一般來說，超疏水表面可以通過在固體表面構建微/納精細結構和降低表面自由能實現。國內外學者在金屬表面超疏水改性方面進行了許多的探索和研究。例如，Baitai?Qian等在《Langmuir》雜志，2005，21，9007-9009中提到利用化學刻蝕和表面氟化的方法在金屬表面制備了超疏水膜。TaoLiu等在《Electrochimica?Acta》雜志，2007，52，8003-8007中提到利用化學刻蝕和肉豆蔻酸組裝在Cu表面制備了超疏水膜。申請號200610105279.5公開了一種通過噴砂和去砂處理在鈦合金上制備超疏水表面的方法。

目前為止，對于金屬基體材料的表面改性大多集中在金、銀、鉑等貴金屬以及銅、鋁、鋅、鐵等工程金屬，很少有報道關于鎂及其合金的超疏水改性研究。申請號為200710078089.3的專利申請公開了一種鎂合金超疏水表面制備方法，采用微弧氧化法在樣品表面構筑粗糙化的微/納結構，經過丙烯酸溶液處理后，在其表面旋涂乙烯基聚二甲基硅氧烷，制得鎂合金超疏水表面。然而，該工藝過程復雜，生產成本高，而且耗時。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明所要解決的技術問題是，提供一種金屬鎂表面超疏水膜的制備方法，以便在鎂基體表面構建精細結構，制備超疏水膜，而且工藝簡單、生產效率高、對環境污染小。

為解決上述技術問題，本發明采取的技術方案是，一種金屬鎂表面超疏水膜的制備方法，其包括下列內容：

(1)鎂基體預處理：將鎂基體超聲波乙醇清洗除油，用去離子水清洗，吹干后備用。

(2)制備基體表面精細結構：將經過預處理的鎂基體材料放置于質量百分比濃度為1％的硫酸溶液中刻蝕3～5分鐘，用去離子水清洗后，置于10～20％的過氧化氫溶液中氧化1～3分鐘，然后去離子水清洗，在基體表面得到具有新鮮氧化膜的精細結構。

(3)疏水自組裝修飾過程：將具有表面精細結構的鎂基體浸入50mM硬脂酸的乙醇溶液中自組裝1～3小時，取出后，在室溫下干燥，得到超疏水的鎂表面膜。

上述的金屬鎂表面超疏水膜的制備方法，其包括下列內容：

(1)將金屬鎂基體放到乙醇中用超聲波清洗5分鐘，脫去油脂，再用去離子水清洗5分鐘，在空氣中吹干后備用。

(2)將經過預處理的鎂基體材料放置于質量百分比濃度為1％的硫酸溶液中，攪拌下刻蝕4分鐘，去離子水清洗后，置于20％的過氧化氫溶液中氧化2.5分鐘，用去離子水清洗，得到具有新鮮氧化膜的粗糙表面。

(3)將具有粗糙表面的鎂基體浸入50mM硬脂酸的乙醇溶液中自組裝，靜置1小時后取出，在室溫下自然晾干，得到超疏水的鎂表面膜。

上述的金屬鎂表面超疏水膜的制備方法，其所用的乙醇為95％的乙醇或純乙醇。

本發明的金屬鎂表面超疏水膜的制備方法，制備工藝簡單高效，原料易得、環保，可以用于金屬鎂制品在大氣環境中的防污和防銹。應用該方法所制得的金屬鎂超疏水表面，具有微納米相間的結構，對水的接觸角大于150°，接觸角滯后小于5°，其表面上的水珠能夠自由滾動，并可帶走表面的灰塵；該金屬鎂超疏水表面在大氣環境中具有很好的穩定性，超疏水性可以保持幾個月不發生明顯變化。

本發明未涉及專用設備，所涉及的原料亦均為本行業常見原料，均可自市場上購得。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進一步詳細說明。

實施例1

1、將金屬鎂基體放到純乙醇中用超聲波清洗5分鐘，脫去油脂，再用去離子水清洗5分鐘，在空氣中吹干后備用。

2、將經過預處理的鎂基體材料放置于質量百分比濃度為1％的硫酸溶液中，刻蝕4分鐘，刻蝕過程中要攪拌。用去離子水清洗后，置于20％的過氧化氫溶液中氧化2.5分鐘，形成具有新鮮氧化膜的粗糙表面，再用去離子水清洗。

3、將具有粗糙表面的鎂基體浸入50mM硬脂酸的純乙醇溶液中自組裝1小時，取出后，在室溫下自然晾干，就得到超疏水的鎂表面膜。水滴在該超疏水鎂表面的靜態接觸角為154±2°。