[發明專利]一種采用肥皂水溶液在鋁基體表面沉積超疏水膜的方法

有效

• 申請號: 201911315232.5
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN110923775B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 周麗娜;劉坦;秦仙仙;趙治宇;崔永輝;邵忠財;李學田
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: C25D9/02
• 分類號: C25D9/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 寧佳

本發明的一種采用肥皂水溶液在鋁基體表面沉積超疏水膜的方法。該方法步驟為：打磨鋁基體，除去鋁基體表面油污和氧化物至表面光滑；將處理后干凈光滑鋁板作為陰極，鈦板作為陽極，在含有十二烷基苯磺酸鈉、肥皂的電解質溶液中電沉積相應時間，干燥箱烘干后，得到超疏水膜。本發明具有工藝簡單、成本低、疏水性好等特點。

技術領域：

本發明屬于金屬表面處理技術領域，具體涉及一種采用肥皂水溶液在鋁基體表面沉積超疏水膜的方法。

背景技術：

鋁合金在民用工業用途十分廣泛，但是其表面很容易被腐蝕，制約了其發展應用和推廣，因此提高鋁基體表面的抗腐蝕性是非常必要的。

超疏水表面一般是指與水的接觸角大于150°，滾動角小于10°的表面。在金屬上制備超疏水表面一般分為兩步：首先在金屬表面制備出粗糙的微納米結構，然后再在粗糙的微納米結構上修飾出一層低表面能的物質。根據Cassie-Baxter模型，液滴在粗糙表面上的接觸是一種復合接觸。在疏水膜上，粗糙凹槽不能夠全部被液體占滿，存在多余的氣體，即固體與液體的接觸面之間存在著一層空氣墊。空氣墊的存在可以有效隔開鋁基體與外界環境，使氧化劑和腐蝕性陰離子無法接觸到鈍化膜，大大提高了鋁及鋁合金的耐腐蝕能力。

超疏水材料作為新型功能材料之一，在自然界中廣泛存在，如荷葉、芋頭葉、蝴蝶翅膀、水稻葉片等。由于其特有的自清潔性、防覆冰性、耐腐蝕性以及減阻等特性，所以超疏水膜一直都是科研工作者研究的熱點話題。

另外，制備金屬基體超疏水表面的方法還有溶膠-凝膠法、模板法和化學沉積法等，但大多疏水膜工藝復雜，其疏水性能不高，不利于工業上的廣泛應用。

發明內容：

本發明的目的是克服上述現有技術存在的不足，提供一種鋁基體表面肥皂水溶液沉積超疏水膜的方法，該方法操作簡單、價格低廉、疏水性好。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種采用肥皂水溶液在鋁基體表面沉積超疏水膜的方法，包括步驟如下：

(1)將鋁基體經打磨光滑，并去離子水沖洗后，獲得表面潔凈鋁基體；

(2)將表面潔凈鋁基體板作為陰極，鈦板作為陽極，置于含有十二烷基苯磺酸鈉的肥皂電解質水溶液中，對鋁基體表面進行電沉積，所述電沉積電壓為15～25V，反應溫度為20～25℃，電沉積時間為20～30min，所述電解質水溶液中肥皂濃度為1～2g/L，十二烷基苯磺酸鈉濃度為0.6～1g/L；

(3)對經電沉積后的鋁基體進行干燥處理，制得具有超疏水膜的鋁基體。

所述的步驟(1)中，鋁基體為純鋁板或鋁合金板，其中，所述的純鋁板包括1060鋁板，所述的鋁合金板為6061鋁合金板或5052鋁合金板。

所述的步驟(1)中，將鋁基體用砂紙依次進行打磨，所述的砂紙型號依次為600#、800#、1200#和1600#。

所述的步驟(2)中，肥皂包括組分及質量百分含量為：R-COONa 54-65％，甘油20％，余量其他。

所述的步驟(3)中，干燥方式為：在干燥箱中恒溫80℃干燥直至水分干燥完全。

所述的步驟(3)中，制備的具有超疏水膜的鋁基體的表面接觸角為151.8-154°。

本發明的有益效果：

(1)本發明的采用肥皂水溶液在鋁基體表面沉積超疏水膜的方法，工藝簡單、獲得的超疏水膜疏水性好，且具有實際應用，在工業上具有良好發展前景。