[发明专利]一种白铜超疏水表面的制备方法

说明书

本发明涉及一种白铜超疏水表面的制备方法，该方法是以氨水溶液作为刻蚀液，将白铜先进行预处理，以除去表面油污及油脂，随后，用刻蚀液对预处理后的白铜进行化学刻蚀，再经煅烧处理，制得具有粗糙结构的白铜表面，最后再置于硬脂酸的乙醇溶液中，浸泡，在白铜粗糙表面自组装生成超疏水膜，后经过滤，洗涤，干燥，即制得所述的白铜超疏水表面。与现有技术相比，本发明采用将化学刻蚀和高温煅烧处理相结合的方法，在白铜表面构建表面粗糙度，能强烈吸附硬脂酸分子，制备工艺简单，条件温和，成本较低，稳定性较高，绿色环保，制备所得的白铜超疏水表面，其接触角可达153°，具有优异的耐蚀性能。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种白铜超疏水表面的制备方法，尤其涉及一种具有耐蚀性能的白铜超疏水表面的制备方法。

背景技术

白铜是一种非常重要的工程金属材料，因其高强度、高硬度及优异的传热和耐蚀性能，在海船制造业中可制作高温、高压和高速条件下工作的冷凝器和恒温器的管材；此外，其也可用作潮湿条件下和强腐蚀介质中工作的仪表零件以及医疗器械、工业器皿、艺术品、电讯工业零件、蒸汽配件和水管配件、日用品以及弹簧管和簧片等，但是在这些恶劣环境中的耐蚀性能差影响了设备的整体性能的运转，因此有关于铜合金腐蚀方面的研究越来越至关重要、而且维护费用昂贵。常用的防护方法往往对于介质中的强腐蚀性不具有很好的防腐蚀效果，而且还存在一些环境污染问题。

超疏水表面处理技术是一种新型防腐蚀技术，超疏水表面对于金属材料可以起到自清洁、抑制表面腐蚀和表面氧化以及降低摩擦系数的效果。需要说明的是，超疏水表面是自然界常见的自然现象，例如，当水滴落在荷叶上时，水与荷叶形成接近170°的接触角，聚集成珠状而不铺展，极度疏水。水滴在荷叶表面上可以实现自由滚动，当水滴(如雨水、露水等)滚动时，可以将附着在表面上的灰尘等污染物带走，从而使表面保持清洁，这样的表面为荷叶效应表面，又称超疏水表面。

然而，目前关于白铜超疏水表面的构筑方法少之又少，而且这些方法通常都存在处理工序复杂，成本较高，稳定性较差等缺点。针对现有技术的不足，申请号为201210554123.0的中国发明专利公布了一种具有超疏水表面的白铜B30及其制备方法，所述的具有超疏水表面的白铜B30，即首先通过浓度为5wt.％的盐酸H₂O₂溶液在经预处理的白铜B30表面进行简单的化学刻蚀法，然后再通过自组装技术在经化学刻蚀后的白铜B30表面组装成一层硬脂酸膜。上述专利公布的技术方案在制备白铜超疏水表面的过程中，包括刻蚀液的制备、白铜B30的预处理、化学刻蚀构建表面粗糙度及在白铜粗糙表面自组装硬脂酸四个步骤，制备所得的具有超疏水表面的白铜B30具有较高的防腐性能。然而，上述专利技术制备所得的超疏水表面的缓蚀效率和阻抗值相对不足，并且针对稳定性能也没有特定描述。相反，本发明相对于上述专利在疏水性、缓蚀效率以及超疏水膜的阻抗值等方面均有提升，例如，本发明制备的白铜超疏水表面的疏水接触角由152.8°提升至153°；缓蚀效率由96.7％提升至99.8％；在3.5wt％的NaCl水溶液中浸泡12天的腐蚀效率仍有98.5％。同时，在阻抗值方面，上述专利展示其超疏水表面的阻抗值接近2×10⁴ohms，本发明的超疏水膜表面阻抗值约为6×10⁶ohms，浸泡12天后阻抗值依然接近2×10⁶ohms，具有相对较低的阻抗值。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种绿色环保，处理工序简单，成本低，稳定性好的白铜超疏水表面的制备方法，用以解决现有技术中的白铜超疏水表面技术存在的处理工序复杂、成本较高、稳定性较差的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：