[發明專利]一種金屬表面自清潔、高防護膜層的制備方法

有效

• 申請號: 201410455019.5
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104213112A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 雷驚雷;李凌杰;許雯婷;何建新;鄒茂華;潘復生
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C23C22/40
• 分類號: C23C22/40;C23F11/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術領域

本發明屬于金屬材料表面處理技術領域，具體涉及一種金屬表面自清潔、高防護膜層的制備方法。

?

背景技術

鋅、銅、鋁、鋼鐵等金屬及合金在很多領域都具有廣泛的應用，但由于它們化學性質比較活潑，因此在應用時易于發生腐蝕。為有效抑制這些金屬的腐蝕、延長其使用壽命，通常需要對它們進行一定的表面處理，如化學轉化、陽極氧化等都是常用的金屬表面處理方法，可以在金屬表面形成防護膜從而對金屬基體提供防護作用并且還可有效提高涂層與合金表面的附著力。但在環境較為惡劣的應用場合，金屬表面會有雨水及塵土的大量沉積且不易及時清潔除去，混有塵土的雨水會成為腐蝕性很強的介質對金屬進行腐蝕破壞而引發重大事故。如果金屬表面膜層具有自清潔功能，則由于自清潔表面的污染物或灰塵能在雨水等外力作用下自動脫落，因而可以有效防止雨水及塵土的大量沉積對金屬造成的腐蝕破壞。并且，具有自清潔功能的膜層通常超疏水（即與水的接觸角大于150°），因此可以降低金屬材料與水、溶液等介質直接接觸的機會，對于改善金屬材料的防護性能具有促進作用。因此，發展兼具自清潔功能和高防護功能的膜層對于金屬的應用具有重要意義。

目前已經有一些金屬表面自清潔防護膜的報道，如中國專利CN?101440510A??用于金屬防腐和自清潔功效的超疏水表面的制備方法??，即利用電化學沉積的方法在銅、鋅、鋁、鎳、鐵、鈦、銅鋅合金、銅鎳合金、鐵錫合金等金屬或合金表面制備超疏水膜層從而在一定程度上實現金屬的防腐蝕和自清潔；中國專利CN?101935859A??一種在金屬基體表面制備超疏水膜的簡便方法??采用電化學方法在銅、鋅、鎂、鐵或銀等金屬表面制備脂肪酸-金屬絡合物超疏水膜層從而具有一定的金屬防腐和自清潔作用；中國專利CN?103952732A??一種金屬超疏水表面及其制備方法??采用第一步電鍍鎳鍍層、進而在氟硅烷的乙醇溶液中熱處理改性的方法在不銹鋼、銅、鋁合金或鎂鋁合金等導電金屬表面制備自清潔和耐腐蝕的超疏水表面；等等。上述發明雖然能夠在金屬表面制備自清潔防護膜，但卻存在以下缺陷：

（1）膜層防護功能有限。超疏水膜層主要通過降低金屬材料與腐蝕介質直接接觸的機會來發揮防護作用，但膜層本身的防護能力較為有限；如果不采用另外的方法增加防護效果，則膜層很難提供持久的防護作用。而上述發明只利用超疏水膜層對腐蝕介質的隔離作用并沒有其他增強膜層防護作用的措施，所以防護功能較為有限。

（2）制備過程復雜，所需化學試劑多、有污染。上述發明在制備膜層時都采用了電化學方法，這就需要專用儀器設備如電源、電化學工作站等，并且由于需要通電因此還會對工件形狀、尺寸等有較為嚴格的限制，這無疑增加了制備過程的復雜性。并且，制備過程中都使用了較多有機化學試劑，容易對環境造成污染。

由此可見，發展綠色環保、簡單方便的制備方法實現在金屬表面制備自清潔、高防護膜層具有重要意義。

?

發明內容

針對現有技術存在的困難和問題，本發明的目的是提供一種綠色環保、簡單方便的制備方法，實現在金屬表面制備自清潔、高防護膜層。

本發明的目的是這樣實現的：一種金屬表面自清潔、高防護膜層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

①鉬酸鹽溶液浸泡處理：將清潔的金屬工件浸沒于70~90°C的鉬酸鹽水溶液中1~3小時，然后取出工件、清洗吹干；?

②植物緩蝕劑-低表面能物質協同修飾處理：將步驟①處理后的工件置于室溫下的修飾處理液中浸泡1~2小時，取出后于60~90℃下烘干1~2小時，即得金屬表面自清潔、高防護膜層；

所述鉬酸鹽為鉬酸鈉或鉬酸銨，含量為1~5?g/L；

所述修飾處理液由植物緩蝕劑和低表面能物質溶解于乙醇溶液中配置而成；

所述植物緩蝕劑為林檎葉水提物粉末，含量為0.2~0.8?g/L；

所述低表面能物質為十八烷酸，含量為5~10?g/L。

進一步，所述植物緩蝕劑林檎葉水提物粉末的制備工序為：取薔薇科、蘋果屬植物林檎的新鮮葉片洗凈、陰干、剪碎，加入其重量的10~15倍水于90~95°C進行超聲波輔助浸取2~3小時，冷卻、靜止、過濾，將濾液在60~80°C下干燥5~6小時，干燥后粉碎，即得植物緩蝕劑林檎葉水提物粉末。?

進一步，所述金屬為鋅、銅、鋁或鋼鐵材料。

相比現有技術，本發明具有下述優點：