[發(fā)明專利]一種電沉積法制備耐磨超疏水涂層的制備方法

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• 申請日: 2020-10-08
• 公開（公告）號: CN111996561A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 宋偉強;劉簫華;孫東澤
• 申請（專利權）人: 河南工業(yè)大學
• 主分類號: C25D3/22
• 分類號: C25D3/22;C25D9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種電沉積方法制備耐磨超疏水涂層的制備方法，首先打磨處理不銹鋼基板，接著配制一定濃度的硫酸鋅電解液、氯化鉀電解液、鹽酸多巴胺電解液充分攪拌均勻。然后將處理過的不銹鋼基板作為陰極，同尺寸的銅板作為陽極，設置電壓10~30V，沉積時間10~60min電沉積得到最終的超疏水鋅/聚多巴胺/正十二硫醇涂層。

技術領域

本發(fā)明涉及一種超疏水涂層，創(chuàng)新點在于采用電沉積方法引發(fā)界面處的化學交聯(lián)來制備耐磨超疏水涂層的工藝方法。

背景技術

金屬材料的腐蝕問題多年來一直困擾著人們的生產(chǎn)與生活，金屬腐蝕不僅會導致材料使用壽命變短，而且造成環(huán)境污染也有很大的安全隱患。超疏水涂層以其獨特的優(yōu)勢越來越多的被人們用來解決涂層的防護和防腐問題。超疏水表面的制備方法分為兩類：一類是在具有低表面能的材料上構建粗糙結構，另一類則是先實現(xiàn)粗糙結構的構筑，再通過接枝低表面能物質(zhì)實現(xiàn)超疏水性能。，電沉積法制備超疏水涂層的機械性能仍然是難以攻克的難題。一方面是低表面能物質(zhì)與涂層的接枝不牢，利用浸漬方法吸附在涂層表面，經(jīng)摩擦破壞，會出現(xiàn)一定的損傷；另一方面是粗糙結構的破壞，粗糙結構往往比較脆弱、機械性能較差，當受到外力沖擊或機械摩擦作用時，很容易遭到損傷涂層的多級遭到破壞時，涂層也就因此失了相應的功能性。因此，具備更好化學穩(wěn)定性、機械性能的電沉積超疏水涂層仍是目前研究的重點和難點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種電沉積方法制備耐磨超疏水涂層的制備方法。

具體步驟為：(1)基板的預處理過程將不銹鋼基板裁剪至尺寸為115mmX50mmX1mm，分別用不同的碳化硅砂紙逐級對鋼板進行打磨處理。將打磨后的鋼板置于乙醇/丙酮的混合溶液中超聲清洗5～20min，再用大量的去離子水清洗干凈。特定溶液中進行刻蝕沖洗干凈，晾干后備用。

(2)首先，配制0.05～0.02mol/L的ZnSO₄、0.025～0.1mol/LKCl和0.001～0.0065mol/L鹽酸多巴胺(Dop)的電解液，充分攪拌至澄清，電解液的pH維持在6.0左右。

(3)電沉積過程利用雙電極電源進行實驗，取處理后的不銹鋼基板作為陰極，取一同樣尺寸的純銅板作為陽極，水浴加熱40℃。電沉積過程結束后即可制得鋅/聚多巴胺沉積涂層，將此沉積層置于180℃的程序升溫烘箱中加熱1h。然后將樣品浸漬在0.1～0.3mmol/L的正十二硫醇/乙醇溶液中24h，室溫下清洗自然晾干即可得到最終的超疏水鋅/聚多巴胺/正十二硫醇涂層。

其中處理用的碳化硅砂紙采用400-1200目的逐級打磨，乙醇/丙酮的混合溶液體積比:1/1，由于硫酸鋅的添加會導致電解液的pH維持在6.0左右，控制pH在這一狀態(tài)即可，不需再進行其它調(diào)整。

配制電解液的過程中先稱取相應含量的鹽酸多巴胺，溶解于去離子水中，再加入相應含量的主鹽硫酸鋅和增強導電性的氯化鉀。

本方法還制備了未添加多巴胺的Zn和接枝硫醇后的Zn/NDM涂層，用于對比分析多巴胺對于超疏水涂層的影響效果。

電化學沉積技術以其低成本、高利用率、原料可再生、制備過程快速方便等優(yōu)勢已經(jīng)逐漸成為制備超疏水涂層最有競爭力的制備方法之一在制備超疏水涂層的過程中，電沉積技術最有利的優(yōu)勢則是可以精確控制表面納-微結構和形貌。

將多巴胺引入金屬鋅的電沉積過程，利用多巴胺和金屬離子的氧化還原性，使電沉積體系中的反應實現(xiàn)相互促進作用，利用組成-結構調(diào)控實現(xiàn)了大尺寸多種金屬表面的電鍍超疏。

具體實施方法

實施例1