[發明專利]一種耐候鋼表面超疏水超滑涂層的電沉積方法

在審

• 申請號: 202310379543.8
• 申請日: 2023-04-11
• 公開（公告）號: CN116288576A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 王斌;余鴻雁;王良;申文竹;周培山;王平;張先菊;呂東莉;丁武成
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C25D5/36
• 分類號: C25D5/36;C25D5/48;C25D3/56;B05D7/14;B05D1/38;B05D5/00;B05D1/18;B05D3/00;C23G1/08
• 代理公司: 成都東唐智宏專利代理事務所(普通合伙) 51261
• 代理人: 羅言剛

一種耐候鋼表面超疏水超滑涂層的電沉積方法，包括如下步驟：步驟一、對耐候鋼進行表面清潔；步驟二、制備具有粗糙表面的耐候鋼；步驟三、將具有粗糙表面的耐候鋼進行表面酸洗活化處理；步驟四、將活化處理后的耐候鋼進行電沉積處理，得到表面電沉積Zn?Mn涂層的耐候鋼；步驟五、將步驟四獲得的耐候鋼置于硬脂酸乙醇溶液中浸泡，取出后固化，獲得具有超疏水涂層的耐候鋼；步驟六、在具有超疏水涂層的耐候鋼表面滴涂液態聚二甲基硅氧烷，完成超疏水/超滑涂層的耐候鋼制備。本發明利用電化學沉積工藝在耐候鋼表面制備具有微納米復合結構的Zn?Mn涂層，避免了耐候鋼在海洋環境條件下的快速腐蝕。

技術領域

本發明屬于材料處理技術領域，具體涉及一種耐候鋼表面超疏水超滑涂層的電沉積方法。

背景技術

腐蝕的本質是材料與環境介質之間的電子轉移和離子的輸運，以及由此產生的物理化學效應對材料特別是表面狀態的影響。由于海洋環境的復雜性、多元性和可變性特征，如海洋大氣的成分、溫度、濕度、污染物以及海水的鹽度、溫度和溶解度等因素，所以對海洋環境中使用的材料的耐腐蝕性能提出了更高的要求，尤其是用于跨海大橋建設、臨海建筑以及集裝箱的鋼材。耐候鋼相對于普通碳鋼具有良好的耐腐蝕能力，相對于不銹鋼具有突出的成本優勢，已經被大量用于海洋環境中的建設。目前國產的Q345NQR2耐候鋼和Q450NQR1耐候鋼已成為兩種主流的耐候鋼產品。

由于海洋環境中的空氣濕度常年較大，且還存在海水飛濺等現象，因此很容易在鋼材表面黏附海水，形成液膜。由于海洋環境中存在大量的腐蝕性離子，尤其是氯離子，使得能夠在與鋼材接觸的表面，與鋼材發生化學腐蝕和電化學腐蝕，加劇鋼材的腐蝕現象。因此，能夠減少甚至阻止在耐候鋼表面形成水膜，就能夠顯著的降低鋼材的腐蝕。然而，常規的表面疏水處理方法多是在表面構建微納米復合結構并結合低表面能處理，形成的表面超疏水膜層在海洋環境下極其容易受到破壞，進而失去疏水性能，導致形成液膜，發生腐蝕，因此可以考慮建立多重防腐蝕膜層相結合的涂層，最大程度的提升耐候鋼的防腐蝕性能。

發明內容

本發明的目的是為了提高耐候鋼表面的疏水性能，避免水滴在耐候鋼表面黏附形成液膜的問題，而提供一種耐候鋼表面超疏水超滑涂層的電沉積方法。

本發明所述耐候鋼表面超疏水超滑涂層的電沉積方法，包括如下步驟：

步驟一、對耐候鋼進行表面清潔；

步驟二、制備具有粗糙表面的耐候鋼；

步驟三、將具有粗糙表面的耐候鋼表面酸洗活化處理；

步驟四、將活化處理后的耐候鋼懸掛浸泡在氯化物基水溶液中進行電沉積處理，控制電流密度為30～60mA/cm²，沉積時間為5～30min,沉積液溫度20～30℃，得到具有微納米復合結構的Zn-Mn涂層；

其中所述氯化物基水溶液為含有ZnCl₂和MnCl₂的溶液；

步驟五、將步驟四獲得的表面沉積Zn-Mn涂層的耐候鋼置于0.5～2wt%的硬脂酸乙醇溶液中浸泡，取出后固化，獲得具有超疏水涂層的耐候鋼；

步驟六、將液態聚二甲基硅氧烷滴涂在制備有超疏水涂層的耐候鋼表面，靜置時間為8～12h，完成超疏水/超滑涂層的耐候鋼制備。

優選的，所述步驟一具體為：先用金相砂紙對耐候鋼進行打磨，再用去離子水、無水乙醇先后對其進行超聲清洗。

優選的，所述步驟二具體為：用HCl和FeCl₃的混合溶液對耐候鋼進行10～20min的化學刻蝕，完成后用去離子水沖洗耐候鋼表面以除去多余的殘液，然后再用無水乙醇超聲清洗去除表面的腐蝕產物，得到具有粗糙表面的耐候鋼；

其中HCl和FeCl₃的混合溶液為1.65mol/L的FeCl₃和濃度為37%的HCl，且FeCl₃和HCl的體積比為8:1。