[发明专利]一种金属表面超疏水涂层的制备方法

说明书

本发明公开一种金属表面超疏水涂层的制备方法，包括如下步骤：先用金属清洗剂清洗金属表面各类杂质，并使用防锈液处理；然后将金属基材浸入到含纳米二氧化硅的聚乙烯醇‑聚丙烯酸水溶液中，使得金属表面附有大量羟基；最后将处理后的金属基体与硅烷化试剂置于真空条件采用气相反应法进行反应，即可得到超疏水表面。本发明的制备方法简单，要求的生产设备简易，无含氟废水产生的优点；并且所述涂层可以有效附着在包括黄铜、铝、铝合金等多种金属表面，适用性广、附着性强，还具有耐高温等优点。

技术领域

本发明属于金属材料表面改性技术领域，更具体地，涉及一种金属表面超疏水涂层的制备方法。

背景技术

黄铜是由铜和锌所组成的合金，由铜、锌组成的黄铜称为普通黄铜，如果是由二种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。由于黄铜有较强的耐磨性能，黄铜常被用于制造各类金属器件，如笔记本所用换热热管、空调内外机连接管和散热器等。

此外，铝和铝合金也是工业生产和日常生活中常见的金属制品，其中铝合金更是当前工业应用最广泛的金属制品，有更多的小金属器件如螺丝、螺母、角件均由铝或铝合金制成。

总的来讲，由于使用场景多样性，使得上述各类金属或金属合金制品经常处于与水接触或高湿度环境，进而导致严重的金属腐蚀。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。

因此，需要解决这一问题，开发一种超疏水涂层，用于阻隔各类金属制品与水的接触。这将有效延缓腐蚀，降低设备损耗，增加安全运行寿命。

专利CN104480423A公开了一种利用超音速电弧喷涂技术制备超疏水涂层的方法。需要先对基体进行表面粗化处理；然后再利用超音速电弧喷涂技术在基材表面制备涂层；最后在涂层表面修饰低表面能物质并干燥后形成超疏水涂层。表面粗化、超音速电弧喷涂会对基材本身的形貌产生影响。

专利CN106519753A公开一种基于金属铁制品的超疏水涂层及其制备方法。该方法首先通过化学沉积法在金属表面形成微纳粗糙结构，然后与聚二甲基硅氧烷等试剂通过紫外光固化的方法形成超疏水涂层。该发明所述涂层虽然具有较好的超疏水性能，但是处理过程中需要先通过形成微纳结构改变金属表面平整度，而且处理步骤较多，适用于大宗金属设备的涂层制备，不适用于日常生活中的金属小器件。

专利CN107815679A公开了一种制备不锈钢表面耐热超疏水涂层的简单方法。该方法首先将不锈钢浸泡至稀土金属盐或铪盐水溶液进行化学转化处理，然后通过在真空条件进行处理的方法得到耐热超疏水涂层。本方法虽然可以得到疏水性能良好且耐高温的涂层。但是过程中运用到各种稀土金属盐，成本较高，仅适用于蒸汽轮机等极端条件，不适于广泛应用于日常生活中的金属器件。

因此，需要研发一种简单、高效且普遍适用于多种金属器件表面改性的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有金属表面超疏水涂层制备工艺存在的缺陷和不足，提供一种金属表面超疏水涂层的制备方法。该方法不需要先对金属表面进行粗化处理，仅需浸涂含纳米二氧化硅的聚乙烯醇-聚丙烯酸水溶液，再进行真空反应两步即可完成超疏水涂层的制备。该方法操作简单，无含氟废水产生。

本发明的目的是提供一种金属表面超疏水涂层的制备方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：

一种金属表面超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：

S1.先对金属基材表面进行清洗，再使用防锈液处理金属基材表面；