[發(fā)明專利]在鎂合金基體上制備超疏水綠色薄膜的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210116172.6
• 申請(qǐng)日: 2012-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN102615037A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐文驥;宋金龍;劉新;陸遙;王續(xù)躍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B05D5/08
• 分類號(hào): B05D5/08;B05D3/10
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 關(guān)慧貞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在金屬基材表面構(gòu)筑新結(jié)構(gòu)和改性的方法，具體涉及一種在鎂合金基體上制備超疏水綠色薄膜的方法。

背景技術(shù)

鎂合金作為實(shí)用金屬中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度小、比強(qiáng)度高、抗沖擊能力強(qiáng)及電池屏蔽性能好等一系列優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、汽車工業(yè)、電子工業(yè)、能源工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。然而，由于鎂的化學(xué)性質(zhì)十分活潑，導(dǎo)致鎂合金的耐腐蝕性很差，限制了鎂合金的應(yīng)用。現(xiàn)有用于提高鎂合金耐腐蝕性的方法主要有化學(xué)轉(zhuǎn)化涂層法、有機(jī)涂層法、化學(xué)鍍鎳涂層法、微弧氧化法及激光處理法等。然而，上述方法存在環(huán)境污染嚴(yán)重、涂層與基體結(jié)合力差、工藝復(fù)雜、成本高、防護(hù)時(shí)間短等缺點(diǎn)。最近的研究發(fā)現(xiàn)，超疏水表面能使基體和液體間產(chǎn)生空氣墊，阻止基體與液體接觸，有效提高基體在腐蝕性液體中的耐腐蝕性。因此，若在鎂合金基體上制備出超疏水表面則能有效提高鎂合金的耐腐蝕性。申請(qǐng)?zhí)枮?00710078089.3的專利申請(qǐng)公開了一種鎂合金超疏水表面的制備方法，采用微弧氧化法在樣品表面構(gòu)筑粗糙化的微納米結(jié)構(gòu)，經(jīng)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。申請(qǐng)?zhí)枮?010102884.3的專利申請(qǐng)公開了一種金屬鎂表面超疏水膜的制備方法，采用硫酸刻蝕法在基體表面得到具有新鮮氧化膜的精細(xì)結(jié)構(gòu)，再通過硬脂酸降低表面能來得到超疏水的鎂表面膜。申請(qǐng)?zhí)枮?01010165310.0的專利申請(qǐng)公開了一種鎂合金表面超疏水涂層的制備方法，采用化學(xué)腐蝕和涂覆低表面能物質(zhì)的方法獲得鎂合金表面超疏水涂層。申請(qǐng)?zhí)枮?01010520898.7的專利申請(qǐng)公開了一種具有超疏水表面的鎂合金的復(fù)合制備法，采用硫酸對(duì)鎂合金表面進(jìn)行化學(xué)刻蝕處理，構(gòu)造一級(jí)微細(xì)結(jié)構(gòu)，然后通過陽極氧化法在鎂合金表面同時(shí)進(jìn)行二級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)造和低表面能修飾，獲得水滴不易粘附、具有良好超疏水特性的鎂合金表面。申請(qǐng)?zhí)枮?01010298897.2的專利申請(qǐng)公開了一種鎂合金表面超疏水耐腐蝕功能膜的制備方法，采用堿液浸蝕、溶膠-凝膠法制膜和膜層疏水化處理三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)了鎂合金表面超疏水膜的制備。申請(qǐng)?zhí)枮?01110264159.0的專利申請(qǐng)公開了一種制備超疏水鎂合金表面的工藝方法，采用電化學(xué)刻蝕技術(shù)在鎂合金板上加工出二元微納米粗糙結(jié)構(gòu)，再經(jīng)低表面能的氟硅烷修飾后獲得超疏水性。上述發(fā)明雖然能夠使鎂合金獲得超疏水性，然而大多數(shù)方法的加工條件比較嚴(yán)格，如需要危險(xiǎn)的化學(xué)試劑、復(fù)雜的裝置和操作步驟以及較長的加工時(shí)間等。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)制備超疏水鎂合金表面存在的困難和問題，本發(fā)明提出一種簡單、高效、成本低廉的浸泡法來在鎂合金基體上制備超疏水綠色薄膜。

本發(fā)明所涉及的一種在鎂合金基體上制備超疏水綠色薄膜的方法，步驟如下：

(1)清潔處理：將鎂合金板進(jìn)行拋磨，再清洗除油；

(2)浸泡處理：將清洗干凈后的鎂合金板浸入硫酸銅水溶液中不少于10min；硫酸銅水溶液的溶度不小于0.2mol/L，溫度為40～100℃；

(3)低表面能化處理：將浸泡處理后的鎂合金板放入硬脂酸乙醇溶液中不少于3h，取出烘干后即可獲得一層超疏水綠色薄膜；硬脂酸乙醇溶液的溶度不小于0.05mol/L。

本發(fā)明方法與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明方法設(shè)備簡單，具有易操作、高效率、低成本、易于大面積制備等優(yōu)點(diǎn)。

(2)本發(fā)明方法無需硫酸等強(qiáng)酸，對(duì)操作人員和環(huán)境的危害小。

(3)本發(fā)明方法獲得的超疏水綠色薄膜具有良好的疏水性能，水滴在其上的接觸角超過150°，滾動(dòng)角僅為3°。

(4)本發(fā)明方法獲得的超疏水綠色薄膜能顯著提高鎂合金表面的耐腐蝕性。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1在鎂合金基體上制備的超疏水綠色薄膜的掃描電鏡圖。

圖2為實(shí)施例1在鎂合金基體上制備的超疏水綠色薄膜的掃描電鏡圖。

圖3為實(shí)施例1在鎂合金基體上制備的超疏水綠色薄膜的掃描電鏡圖。

圖4為實(shí)施例1在鎂合金基體上制備的超疏水綠色薄膜的疏水示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

將20×30×2mm的AZ61鎂合金板通過1500#砂紙打磨來去除表面的氧化層和雜質(zhì)。將打磨后的鎂合金板依次通過無水乙醇和去離子水超聲波清洗，并吹干。然后再將清洗干凈的鎂合金板浸泡在80±5℃、0.2mol/L的硫酸銅水溶液中10min，取出后用去離子水徹底沖洗，并吹干。最后，將吹干后的鎂合金板浸泡在0.05mol/L的硬脂酸乙醇溶液中3h，取出后放入120℃的烘箱中烘10min。烘干后的鎂合金板表面覆蓋一層綠色粗糙薄膜，并呈超疏水性，水滴在其上的接觸角為151.3°，滾動(dòng)角僅為3°。