[發明專利]一種金屬基材表面的微納米超疏水膜及其制備工藝

在審

• 申請號: 202110368302.4
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113088947A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 宋逸;王登堂
• 申請（專利權）人: 上海建冶科技股份有限公司
• 主分類號: C23C22/02
• 分類號: C23C22/02;C23C22/78;C23F1/14;C09D183/04
• 代理公司: 上海互順專利代理事務所(普通合伙) 31332
• 代理人: 裴姣姣

本發明涉及金屬材料表面處理及改性技術領域，具體公開了一種金屬基材表面的微納米超疏水膜及其制備工藝，所述微納米超疏水膜設置在金屬基材的表面上，微納米超疏水膜呈現出花狀、纖維狀的微觀結構，其靜態觸角大于152°。本發明方案受自然界“荷葉效應”的啟發，開發了用于金屬表面腐蝕防護的超疏水膜制備新技術，運用該技術成功地在金屬表面制備了具有不同微觀結構的超疏水膜。無論在空氣環境還是水溶液體系中，空氣層可穩定存在于超疏水膜中，有效阻止腐蝕性介質對基體的侵蝕作用的防腐機制；通過本方案提供的制備方法制備的微納米超疏水膜，相較于傳統的該技術的制備方法而言，有效的延長了疏水膜的使用壽命，簡化了疏水膜的制備步驟。

技術領域

本發明涉及金屬材料表面處理及改性技術領域，具體為一種金屬基材表面的微納米超疏水膜及其制備工藝。

背景技術

金屬作為重要的工程材料以其獨特的性能優勢在人類社會中發揮著重要的、不可替代的作用。超疏水表面由于在自清潔、抗腐蝕、抗結冰、油水分離、流體輸運等領域的突出表現，近年來引起人們的廣泛關注。通常認為，材料表面的潤濕性主要由表面的微觀結構和化學組成決定，因此超疏水金屬表面的制備通常包含了兩個步驟，即合適粗糙度的微納米結構的構筑和低表面能物質修飾。

現有的金屬基材表面的微納米超疏水膜的制備步驟繁瑣、操作復雜，且使用壽命較短，導致其一定程度上降低了其對金屬基材表面的保護性能，因此，探索一種操作簡單、且使用壽命較長的金屬基材表面的微納米超疏水膜的制備方法，無論對理論研究還是實際生產應用都具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種金屬基材表面的微納米超疏水膜及其制備工藝，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種金屬基材表面的微納米超疏水膜及其制備工藝，所述微納米超疏水膜設置在金屬基材的表面上，微納米超疏水膜呈現出花狀、纖維狀的微觀結構，其靜態觸角大于152°

本發明還提供了上述一種金屬基材表面的微納米超疏水膜的制備工藝，其特征在于：包括以下幾個具體的步驟：

S1：對金屬基材表面進行預處理，得到表面光滑且潔凈的金屬基材；

S2：對除雜后的金屬基材表面噴涂主要成分為聚乙基硅樹脂的粘膠層涂料

S3：將噴涂后的金屬基材浸泡在六水合硝酸鋅和六次甲基四胺的反應溶液中，對金屬基材的表面進行刻蝕處理；

S4：將刻蝕處理后的金屬基材浸泡在硬脂酸乙醇溶液中，對金屬基材的表面進行疏水化修飾處理；

S5：將疏水化處理后的金屬基材取出、清洗、恒溫干燥，使得金屬基材的表面形成微納米超疏水膜。

作為本發明的一種優選方案，所述金屬基材的預處理方法包括以下幾個具體的步驟：

步驟一：先通過打磨拋光機對金屬基材的表面進行拋磨；

步驟二：通過超聲清洗設備對金屬基材的表面進行超聲清洗，除去其表面的雜質、油污及氧化物。

步驟三：將清理后的金屬基材放入烘箱中高溫烘干。

作為本發明的一種優選方案，所述步驟三中金屬基材的烘干溫度為： 100℃-200℃。

作為本發明的一種優選方案，所述步驟S2中的金屬基材的疏水化處理的反應時間為10min。

作為本發明的一種優選方案，所述步驟S2中的金屬基材的疏水化處理的反應時間為2.5h。

作為本發明的一種優選方案，所述步驟S3中的金屬基材的刻蝕處理時間為10min～15min。

作為本發明的一種優選方案，所述金屬基材為鋁合金。