[發明專利]一種基于堿性電化學著色制備彩色超疏水不銹鋼的方法

有效

• 申請號: 201811068712.1
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN109137045B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 屈鈞娥;于超奇;王海人;秦靜;朱凱;魏飛飛;趙雪竹
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C25D11/34
• 分類號: C25D11/34;C09D183/04
• 代理公司: 鄭州翊博專利代理事務所(普通合伙) 41155
• 代理人: 周玉青

本發明公開了一種基于堿性電化學著色制備彩色超疏水不銹鋼的方法，步驟如下：（1）將對不銹鋼表面進行清潔；（2）將經步驟（1）處理后的不銹鋼置于堿性著色液中，在50～60℃的條件下，以不銹鋼為工作電極，惰性電極為對電極，對不銹鋼進三角波電位著色，著色完成后，經水洗、干燥，得到不同顏色的彩色不銹鋼；（3）向步驟（2）制得的彩色不銹鋼表面涂覆納米二氧化硅溶液，晾干后，再涂覆長鏈硅烷溶液，然后將彩色不銹鋼在40～120℃固化30～120min，得到具有透明超疏水層的彩色超疏水不銹鋼。采用本發明方法制備的彩色超疏水不銹鋼，顏色均勻一致，色彩鮮亮，耐磨、耐腐蝕性能強，而且擁有持久彩色抗污能力。

技術領域

本發明屬于金屬基材表面改性技術領域，具體涉及一種基于堿性電化學著色制備彩色超疏水不銹鋼的方法。

背景技術

不銹鋼因具有優異的耐蝕性、成型性在工業生產和日常生活中得到了廣泛的應用。不銹鋼著色不僅賦予不銹鋼制品各種顏色，增加產品的花色品種，而且提高產品耐磨性和耐腐蝕性，賦予了不銹鋼更廣泛的應用領域。例如，不銹鋼著黑色可用于太陽能集熱器，不銹鋼著彩色可用于裝潢修飾、家電設備、手機外殼等。

從70年代開始，人們就對不銹鋼著色工藝進行研究。1972年英考歐洲有限公司發明了酸性化學著色法(即INCO法)，才使不銹鋼著色得到了工業應用。INCO法原理為將拋光后的不銹鋼浸入80～90℃的具有強氧化性的鉻酐-硫酸混合液中，在不銹鋼表面形成不同厚度氧化膜，由于光的干涉作用產生不同的顏色。從INCO法衍生出來一系列化學著色法，主要區別在于添加劑或者著色時間和著色溫度的差異，但總體上可以分為酸性化學著色法和堿性化學著色法。酸性化學著色法采用的主體著色劑一般為硫酸和鉻酐，著色液中含有高濃度六價鉻，吸入可能致癌，對操作工人和環境有很大的危害；堿性高溫著色法是在以強堿為主體著色劑的高溫堿性溶液中通過浸漬對不銹鋼進行著色，但形成的氧化膜疏松，易褪色。采用電化學著色，即將不銹鋼放在著色液中，在不銹鋼上施加可控制的電位(或電流)信號，強制不銹鋼發生氧化，從而生成著色膜可以降低著色溫度。酸性著色液中的電化學著色，包括三角波電位/電流法，方波電位/電流法等研究較多，存在著色膜不均勻，以及著色膜耐腐蝕性能差的缺點。通常采用硅酸鈉煮沸封孔的方式來提高彩色不銹鋼著色膜耐腐蝕性能。但是，通過硅酸鈉煮沸封孔的方法得到彩色不銹鋼在潮濕的空氣中放置時，硅酸鈉易吸水，導致不銹鋼表面出現紅褐色斑點，影響不銹鋼的彩色效果。堿性電化學著色技術研究相對較少，有報道采用正弦交流電在4～10V的電壓下對不銹鋼進行著色，可在短時間(著色時間＜10分鐘)內獲得著色膜，但目前尚未有三角波堿性著色技術的報道。

另一方面，彩色不銹鋼其表面主要成分為金屬氧化物，屬于高能表面，極易吸附灰塵、水分、油等污染物，影響其長期服役條件下的彩色效果、裝飾特性以及耐蝕性。超疏水表面功能化處理可以賦予表面自清潔性能，抵抗外來污染物和腐蝕介質的吸附和鋪展，可長期有效地保持彩色不銹鋼的裝飾性能，提高抗腐蝕性，擴大應用場景。目前超疏水不銹鋼已有大量報道，彩色不銹鋼也已廣泛商用，但超疏水彩色不銹鋼的報道十分稀少。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的旨在提供一種基于堿性電化學著色制備彩色超疏水不銹鋼的方法。采用該方法能夠制備一種色彩均勻性好且綠色環保的超疏水自清潔彩色不銹鋼表面，克服了普通電化學不銹鋼著色技術著色不均勻、環境不友好，以及制備的表面易粘附污染物、長期服役穩定性差的缺點。

為實現發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于堿性電化學著色制備彩色超疏水不銹鋼的方法，包括以下步驟：

(1)對不銹鋼表面進行清潔，去除其表面的油污；