[發明專利]一種金屬表面超疏水涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201811039645.0
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109127330B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 曾暉;李金輝;林順蛟;杜建偉
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: B05D5/00
• 分類號: B05D5/00;B05D7/14;B05D3/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

本發明公開一種金屬表面超疏水涂層的制備方法，包括如下步驟：先用金屬清洗劑清洗金屬表面各類雜質，并使用防銹液處理；然后將金屬基材浸入到含納米二氧化硅的聚乙烯醇?聚丙烯酸水溶液中，使得金屬表面附有大量羥基；最后將處理后的金屬基體與硅烷化試劑置于真空條件采用氣相反應法進行反應，即可得到超疏水表面。本發明的制備方法簡單，要求的生產設備簡易，無含氟廢水產生的優點；并且所述涂層可以有效附著在包括黃銅、鋁、鋁合金等多種金屬表面，適用性廣、附著性強，還具有耐高溫等優點。

技術領域

本發明屬于金屬材料表面改性技術領域，更具體地，涉及一種金屬表面超疏水涂層的制備方法。

背景技術

黃銅是由銅和鋅所組成的合金，由銅、鋅組成的黃銅稱為普通黃銅，如果是由二種以上的元素組成的多種合金就稱為特殊黃銅。由于黃銅有較強的耐磨性能，黃銅常被用于制造各類金屬器件，如筆記本所用換熱熱管、空調內外機連接管和散熱器等。

此外，鋁和鋁合金也是工業生產和日常生活中常見的金屬制品，其中鋁合金更是當前工業應用最廣泛的金屬制品，有更多的小金屬器件如螺絲、螺母、角件均由鋁或鋁合金制成。

總的來講，由于使用場景多樣性，使得上述各類金屬或金屬合金制品經常處于與水接觸或高濕度環境，進而導致嚴重的金屬腐蝕。這會顯著降低金屬材料的強度、塑性、韌性等力學性能，破壞金屬構件的幾何形狀，增加零件間的磨損，惡化電學和光學等物理性能，縮短設備的使用壽命，甚至造成火災、爆炸等災難性事故。

因此，需要解決這一問題，開發一種超疏水涂層，用于阻隔各類金屬制品與水的接觸。這將有效延緩腐蝕，降低設備損耗，增加安全運行壽命。

專利CN104480423A公開了一種利用超音速電弧噴涂技術制備超疏水涂層的方法。需要先對基體進行表面粗化處理；然后再利用超音速電弧噴涂技術在基材表面制備涂層；最后在涂層表面修飾低表面能物質并干燥后形成超疏水涂層。表面粗化、超音速電弧噴涂會對基材本身的形貌產生影響。

專利CN106519753A公開一種基于金屬鐵制品的超疏水涂層及其制備方法。該方法首先通過化學沉積法在金屬表面形成微納粗糙結構，然后與聚二甲基硅氧烷等試劑通過紫外光固化的方法形成超疏水涂層。該發明所述涂層雖然具有較好的超疏水性能，但是處理過程中需要先通過形成微納結構改變金屬表面平整度，而且處理步驟較多，適用于大宗金屬設備的涂層制備，不適用于日常生活中的金屬小器件。

專利CN107815679A公開了一種制備不銹鋼表面耐熱超疏水涂層的簡單方法。該方法首先將不銹鋼浸泡至稀土金屬鹽或鉿鹽水溶液進行化學轉化處理，然后通過在真空條件進行處理的方法得到耐熱超疏水涂層。本方法雖然可以得到疏水性能良好且耐高溫的涂層。但是過程中運用到各種稀土金屬鹽，成本較高，僅適用于蒸汽輪機等極端條件，不適于廣泛應用于日常生活中的金屬器件。

因此，需要研發一種簡單、高效且普遍適用于多種金屬器件表面改性的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服上述現有金屬表面超疏水涂層制備工藝存在的缺陷和不足，提供一種金屬表面超疏水涂層的制備方法。該方法不需要先對金屬表面進行粗化處理，僅需浸涂含納米二氧化硅的聚乙烯醇-聚丙烯酸水溶液，再進行真空反應兩步即可完成超疏水涂層的制備。該方法操作簡單，無含氟廢水產生。

本發明的目的是提供一種金屬表面超疏水涂層的制備方法。

本發明的上述目的是通過以下技術方案給予實現的：

一種金屬表面超疏水涂層的制備方法，包括以下步驟：

S1.先對金屬基材表面進行清洗，再使用防銹液處理金屬基材表面；