[發明專利]一種表面浸潤性可控的超疏水銅及其合金的制備方法

有效

• 申請號: 201710018153.2
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106835228B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 康志新;牛蕾;馬夏雨
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C25D11/00
• 分類號: C25D11/00;C25F3/02;B05D5/00;B05D7/24
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅嘯秋

本發明屬于金屬材料表面處理技術領域，公開了一種表面浸潤性可控的超疏水銅及其合金的制備方法。所述制備方法為：將銅或銅合金片經預處理后置于含硫脲和乙二胺四乙酸二鈉的水溶液中進行電沉積反應，得到粗糙結構的超親水表面，然后置于十四酸的乙醇溶液中浸泡，得到表面自組裝生成超疏水膜的超疏水銅或銅合金，于250～400℃下退火5～20min，再浸入十四酸的乙醇溶液中浸泡，得到所述表面浸潤性可控的超疏水銅及其合金。本發明制備的銅及其合金表面浸潤性可控，可快速完成親疏轉化的過程，為工業化快速、大面積生產超疏水金屬表面提供了一種高效環保的方法。

技術領域

本發明屬于金屬材料表面處理技術領域，具體涉及一種表面浸潤性可控的超疏水銅及其合金的制備方法。

背景技術

超疏水表面是指與水的靜態接觸角大于150°、滾動角小于10°的表面。人們對于超疏水表面的研究是受荷葉“出淤泥而不染”的現象啟發而來的。其表面由于具有腐蝕防護、抗菌、自清潔、防霧防結霜和油水分離等功能作用，因而在現實生活中有著廣泛的應用前景。例如，在戶外天線、電線等金屬表面上制備超疏水膜層可有效防止雨雪霜凍的覆集，以提高信號的暢通和防止電力癱瘓的發生；軍艦船舶的螺旋槳、金屬外殼以及零部件具備超疏水特性，則不但可有效減少金屬腐蝕的發生，還可以減少阻力提高運行速度；金屬網膜具備超疏水能力則可有效解決油水分離的難題。因此，超疏水材料得到更多研究學家的關注。

銅是人類最早發現和利用的金屬材料之一，其不但擁有優良的導熱、導電、延展和抗污性能，而且顯示出良好的合金化能力，滿足了現代工程領域對材料強度、韌性、抗軟化、切削加工、防腐耐磨等特殊性能的需求，被廣泛地應用于國民經濟的各個領域。在很多應用領域中也要求其具備超疏水功能。目前超疏水銅材料，主要通過水熱法、化學刻蝕、化學沉積以及陽極氧化等方法制造微納粗糙結構，再用低表面能物質修飾得到超疏水膜層。例如中國發明專利CN104289402B就公布了一種具有耐蝕性能的超疏水表面的制備方法。但是其需要高溫煅燒和強酸的參與，存在安全隱患，處理工序復雜，成本較高以及環保性能差，嚴重限制了這種方法的推廣。

發明內容

為了解決以上現有技術的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種表面浸潤性可控的超疏水銅及其合金的制備方法。

本發明的另一目的在于提供一種通過上述方法制備得到的表面浸潤性可控的超疏水銅及其合金。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種表面浸潤性可控的超疏水銅及其合金的制備方法，包括如下制備步驟：

(1)將銅或銅合金片清洗、干燥備用；

(2)將硫脲和乙二胺四乙酸二鈉溶于去離子水中，得到電鍍液；

(3)以步驟(1)的兩個銅或銅合金片分別做交流電的兩極，在步驟(2)的電鍍液中進行電沉積1～20min得到粗糙結構的超親水表面；

(4)將步驟(3)處理后的銅或銅合金片置于十四酸的乙醇溶液中，浸泡，取出后清洗、干燥，得到表面自組裝生成超疏水膜的超疏水銅或銅合金；

(5)步驟(4)所得超疏水銅或銅合金于250～400℃下退火5～20min，再浸入十四酸的乙醇溶液中浸泡，得到所述表面浸潤性可控的超疏水銅及其合金。

優選地，步驟(1)中所述的清洗是指依次用丙酮、酒精和去離子水超聲清洗。

優選地，步驟(2)中所述電鍍液中硫脲的濃度為0.01～0.3mol/L；乙二胺四乙酸二鈉的濃度為0.01～0.5mol/L。

優選地，步驟(3)所述的電沉積的電壓為5～40V，電沉積過程在水浴環境中進行，水浴溫度為30～60℃。

優選地，步驟(4)所述的清洗、干燥是指依次用無水乙醇、去離子水沖洗，隨后置于烘箱中干燥。