[发明专利]一种疏水性铝材表面的处理方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种铝材表面处理方法，具体是一种疏水性铝材表面的处理方法。

背景技术

铝以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而被广泛使用。对于疏水性的固体表面来说，由于水的表面张力作用，使水滴在这种粗糙表面的形状接近于球形，其接触角可达160度，并且水珠可以很自由地在表面滚动。即使表面上有了污物，很会被滚动的水珠带走，这种表面就具有的“自清洁”能力。这种铝材适合用在厨卫、建筑外墙、露天广告牌等地方，保持材料表面清洁，防止细菌的滋生，例如，用于船舶防污的涂料只有当其与海水的接触角大于98度时，才能防止海生物附着，从而具有防污效果。这种仿生的疏水性结构，也可用在输水管道等地方，克服流固表面的摩擦阻力，增加管道内液体的流速，保持管材本身内部的清洁。研究表明，当水在疏水材料表面的接触角小于15度时具有高的流动性，接触角小于10度时有自清洁效果，接触角小于7度时有防雾效果。

目前超疏水表面的研制方法主要有：熔融物的固化、刻蚀、化学气相沉积法、阳极氧化法、乳液聚合、相分离法以及模板法等。但是这些方法涉及复杂的化学物质和晶体生长过程，实验条件比较苛刻，成本高，还不能进行工业化生产，因而其实际应用受到限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种疏水性铝材表面的处理方法，处理方法中所用原料成本较低、方法操作方便，处理后得到自清洁的铝材，其铝材本身的物理、化学性能没有变化。

本发明的技术方案为：

一种疏水性铝材表面的处理方法，包括以下步骤：

（1）、铝表面的预处理：

把铝材放在装有浓度为10-80%（vt%）的乙醇溶液的容器中浸泡，浸泡时间为10-60min；随后把容器放于超声仪器中进行超声处理，超声频率为20-100kHz，超声1-60min后取出铝材放于室温下晾干； 

（2）、在碱性溶液中反应：

将晾干后的铝材静置在碱性溶液中并在室温下放置1-10天，碱性溶液是由氢氧化镁、氢氧化钠和氨水溶于水混合而成或由氢氧化镁和氢氧化钠溶于水混合而成；

（3）、洗涤干燥：取出碱性溶液处理后的铝材进行干燥处理，即在铝材表面形成具有疏水性的层状氢氧化物：Mg_1-xAl_x(OH)₂(CO₃^2-)_x/2·mH₂O（简称Mg-Al-LDH），其中，0<x<1。

其特征在于：所述的步骤（1）中的容器选用烧杯。

所述的氢氧化镁、氢氧化钠和氨水溶于水制成的碱性溶液中，氢氧化镁、氢氧化钠和氨水的质量比为1:（0.3-2）：（0.2-2）；所述的氢氧化镁和氢氧化钠溶于水制成的碱性溶液中，氢氧化镁和氢氧化钠的质量比为1:（0.3-2）。

所述的步骤（2）制备的氢氧化镁、氢氧化钠和氨水溶于水制成的碱性溶液的质量浓度为5%-200%；所述制备的氢氧化镁和氢氧化钠溶于水制成的碱性溶液的质量浓度为5%-200%。

所述的氨水的质量浓度为0.5%-200%。

所述的步骤（3）中的干燥温度是40-100℃。

相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：

1、本发明的表面处理在室温下进行，与其他表面处理方法相比，具有工艺简单、条件温和等优点，是一种经济实用、可工业化生产的处理方法；

2、本发明处理后的铝片表面形成一种层状氢氧化物Mg_1-xAl_x(OH)₂(CO₃^2-)_x/2·mH₂O（简称Mg-Al-LDH），其结构稳定，具有良好的疏水性能。

附图说明

图1是铝材表面静置水滴接触角的结构示意图。

具体实施方式

为更好理解本发明，现以铝片的表面处理为例，非限定实施例叙述如下：

实施例1

（1）、将尺寸为30mm*30mm铝片放在装有浓度为50%（vt%体积百分浓度）乙醇溶液的烧杯中浸泡，浸泡20分钟；随后把此烧杯放于超声仪器中超声处理，超声频率为80kHz，超声20分钟后取出铝材放于室温下晾干；