[發明專利]一種微弧氧化陶瓷層表面納米石墨超疏水涂層的制備方法

在審

• 申請號: 201710516652.4
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107287640A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 陳飛;于佩航;左佑;田昊閱;朱鑫彬
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: C25D11/24
• 分類號: C25D11/24;C25D11/30
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司11260
• 代理人: 鄭立明,李闖

技術領域

本發明涉及微弧氧化陶瓷層表面改性技術領域，尤其涉及一種微弧氧化陶瓷層表面納米石墨超疏水涂層的制備方法。

背景技術

輕金屬合金(鋁、鎂)具有導電性好、強度高、塑性強等諸多優異性能，因此在交通運輸、家具建材等領域中廣泛應用。近年來，輕金屬合金又被用于實現新能源汽車的輕量化，但在實際應用中輕金屬合金存在著耐蝕性差等問題。

超疏水材料具備優異的超疏水性和耐蝕性，因此在日常生活、工業生產和軍事設備中都有著廣泛應用，例如：重要室外儀器的設備表面可以采用超疏水材料進行保護，船只外殼表面采用超疏水材料可以降低船只航行的阻力，提高其航行速度、降低耗油量。

在現有技術中，通常采用以下兩個步驟在輕金屬合金表面制備超疏水防護層：第一步是先在金屬表面構建微納二元結構，第二步是在微納二元結構表面加入低表面能修飾劑(如氟硅烷)。但是這種在輕金屬合金表面制備超疏水防護層的方法工藝復雜、而且所用藥劑的成本較高。

發明內容

為了解決現有技術中在輕金屬合金表面制備超疏水防護層工藝復雜、價格昂貴的技術問題，本發明提供了一種微弧氧化陶瓷層表面納米石墨超疏水涂層的制備方法，不僅工藝簡單、容易操作，而且成本低廉，適合進行大規模工業化生產。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種微弧氧化陶瓷層表面納米石墨超疏水涂層的制備方法，包括以下步驟：

步驟A、對輕金屬合金表面進行微弧氧化處理，從而制得厚度為10～30μm的表面耐高溫的微弧氧化陶瓷層；

步驟B、在氧氣充足情況下，利用火焰對所述微弧氧化陶瓷層的表面進行燒灼，燒灼溫度為500～1000℃，燒灼時間為5～30秒，使所述微弧氧化陶瓷層的表面形成一層納米石墨層，從而制得微弧氧化陶瓷層表面納米石墨超疏水涂層。

優選地，所述火焰采用含碳量在70％～80％的燃料燃燒產生。

優選地，所述火焰與所述微弧氧化陶瓷層表面的距離為0～10cm。

優選地，所述微弧氧化陶瓷層表面納米石墨超疏水涂層的接觸角＞150°。

優選地，所述對輕金屬合金表面進行微弧氧化處理包括：利用導體將輕金屬合金連接到陽極銅棒上，并將輕金屬合金置于電解液中，以電解槽作為陰極進行微弧氧化處理，電解液的溫度為20～30℃，微弧氧化處理的電壓為300～500V。

優選地，所述電解液中包括濃度為5～20g/L硅酸鈉、濃度為1～10g/L氫氧化鉀、濃度為1～10ml/L丙三醇、濃度為1～5g/L硼砂。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明提供的微弧氧化陶瓷層表面納米石墨超疏水涂層的制備方法先通過對輕金屬合金表面進行微弧氧化處理，從而在輕金屬合金表面制得表面耐高溫的微弧氧化陶瓷層，然后利用火焰法對所述微弧氧化陶瓷層的表面進行特定溫度和特定時長的燒灼，使所述微弧氧化陶瓷層的表面形成一層納米石墨層，從而即制得微弧氧化陶瓷層表面納米石墨超疏水涂層。由于微弧氧化技術與火焰燒灼均簡單易行，而且所用原料價格便宜，因此十分適合進行大規模工業化生產。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發明所提供微弧氧化陶瓷層表面納米石墨超疏水涂層的接觸角示意圖。

具體實施方式

下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。

下面對本發明中微弧氧化陶瓷層表面納米石墨超疏水涂層的制備方法詳細描述。

一種微弧氧化陶瓷層表面納米石墨超疏水涂層的制備方法，包括如下步驟：