[發明專利]一種超疏水磷化膜鋁合金材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210107141.4
• 申請日: 2012-04-12
• 公開（公告）號: CN103243319A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 陳洪;吳若梅;蔣海云
• 申請（專利權）人: 東莞市才智坊新材料有限公司
• 主分類號: C23C22/07
• 分類號: C23C22/07
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 田利瓊

技術領域

本發明涉及金屬材料處理技術領域，尤其是指一種超疏水磷化膜鋁合金材料及其制備方法。

背景技術

近近年來，超疏水表面(材料表面與水的接觸角大于150°，并且水滴在表面上有較小的滾動角)引起了廣泛的研究興趣。由于液體在超疏水表面上的接觸面積非常小，可以有效地抑制表面氧化、腐蝕、霜凍、電流傳導等現象；另外，超疏水表面的水滴不能在表面穩定停留，稍微傾斜表面便會從表面滾落而不留下任何痕跡，因此，超疏水表面在室外天線、外墻涂料、輪船、生物醫療器械、微流體、汽車擋風玻璃等領域都具有廣泛的應用前景。鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，廣泛應用于航空航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業。具有優良的導電性、導熱性、加工塑性、抗蝕性和較高的強度。然而，常用的鋁合金表面處理方法所獲得的金屬表面不具有自清潔性，容易被污染，超疏水鋁合金的制備成功將有助于提高鋁合金的應用效率和范圍。

要使鋁合金超疏水表面在實際工農業生產及日常生活中真正使用，其制備工藝是關鍵，也是基礎。近年來，發展了一些制備鋁合金超疏水表面的技術，如化學氣相沉積法、電化學沉積法、聚電解質交替沉積法、陽極氧化法、等離子體法、化學蝕刻法等。然而，現有的這些方法要么使用昂貴的材料如表面能極低的氟化硅氧烷，要么需要特殊的加工設備如等離子加工設備或復雜的工藝過程，因而成本較高，難以產業化，且生產的鋁合金超疏水表面與水的接觸角小于150°，水滴在表面的滾動角大于10°，疏水性能不佳。

發明內容

本發明在于針對目前超疏水磷化膜鋁合金材料疏水性能不佳、制造工藝設備復雜及成本較高的問題，而提供解決以上問題的一種超疏水磷化膜鋁合金材料及其制備方法。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種超疏水磷化膜鋁合金材料，所述鋁合金材料表面為草綠色的磷化膜，表面與水的接觸角在150°-160°之間，水滴在表面的滾動角小于10°。

一種如上述的超疏水磷化膜鋁合金材料的制備方法，制備包括以下順序的工藝步驟：

(1)將表面勻質光滑的鋁材進行機械磨光和拋光，去除表面缺陷和氧化膜，用去離子水清洗8-30分鐘，并烘干；

(2)將鋁材浸入30℃-40℃酸性化學處理液中7-15小時進行粗糙化腐蝕處理。

(3)用去離子水充分清洗，并在爐溫80-100℃中干燥或自然晾干；

(4)置入氧化劑中氧化5-25分鐘；

(5)放入表面涂覆溶液中進行表面浸泡涂覆處理：室溫下浸泡20-30分鐘；

(6)用適量無水乙醇清洗，取出再用清水沖凈，在相對濕度為60-75％，室溫大氣環境下干燥24-30小時；即得超疏水磷化膜鋁合金材料。

所述步驟2中酸性化學液為0.2-0.3mol/L草酸和0.5-1.5mol/L?NaCl混合溶液。

所述步驟4中的氧化劑為0.8-2.5mol/L磷酸和1-2.5mol/L硫酸混合溶液組成。

所述步驟5中表面涂覆溶液為0.5％-2％的硬脂酸乙醇溶液。

所述鋁材為純鋁或鋁合金材料。

本發明的有益效果在于：本發明的超疏水磷化膜鋁合金材料，鋁合金材料表面為草綠色的磷化膜，表面與水的接觸角在150°-160°之間，水滴在表面的滾動角小于10°，具有良好的疏水性；本發明的超疏水磷化膜鋁合金材料制備方法，制備方法操作工藝簡單、重現性好、無需任何昂貴設備、也不需要復雜的化學處理過程，可在傳統工藝上進行改進，成本低廉，具有很好的工業化應用前景。

附圖說明

圖1.本發明實施例1獲得的超疏水磷化膜鋁合金材料的掃描電鏡圖

圖2.本發明實施例1獲得的超疏水磷化膜鋁合金材料與水的接觸角測試圖

具體實施方式：

本發明的超疏水磷化膜鋁合金材料，所述鋁合金材料表面為草綠色的磷化膜，表面與水的接觸角在150°-160°之間，水滴在表面的滾動角小于10°。

以下以幾則實施例進行介紹本發明超疏水磷化膜鋁合金材料的制備方法：

實施例1：