[发明专利]一种正三十二烷修饰铝基超疏水表面的制备方法

说明书

本发明公开了一种正三十二烷修饰铝基超疏水表面的制备方法，属于金属表面处理领域。本发明所述方法以普通铝片为材料，通过简单的结合了水浴法的化学刻蚀制备出微纳复合表面，并用正三十二烷修饰，紫外处理后得到超疏水表面；本发明所述方法工艺过程简单，对设备要求低，采用了全新的修饰剂处理得到超疏水表面。

技术领域

本发明涉及一种正三十二烷修饰铝基超疏水表面的制备方法，属于超疏水材料制备领域。

背景技术

铝是地壳中含量最多的金属元素，其产量和用量都比较大。相比于其他金属材料而言，铝具有储量大、比强度高、质量轻、导电导热性好等优点，在建筑、通信、航空航天、汽车制造等领域得到广泛的应用。将铝进行超疏水处理不但可以增强其性能，还可以拓宽其应用范围。

通过对天然超疏水表面的研究和总结，研究者们找到了制备超疏水表面的两条途径：其一，对天然的疏水性材料表面进行粗糙化处理。其二，在粗糙的表面上修饰低表面能物质。由于天然疏水性材料有限，并且仅靠低表面能修饰在光滑表面上能达到的最大水接触角仅为120°，因此，大多数的制备方法一般是先在材料表面上构造出合适的粗糙结构，再对其进行低表面能修饰改性。经过二十多年的发展，研究者们采用刻蚀法、沉积法、溶胶-凝胶法等方法成功地在金属、玻璃、纺织物和其他材料表面得到超疏水性。在Journal ofColloid & Interface Science, 2012, 367（1）:443这篇文章中，作者用放入NaOH和(NH₄)₂S₂O₈刻蚀铜片，然后用全氟辛酸修饰得到了超疏水和超疏油表面。在Angewandte ChemieInternational Edition, 1997, 36(9):1011-1012这篇文章中，作者用将铝片放入H₂SO₄溶液中对其进行电解，然后用氟化单烷基磷酸酯修饰得到超疏油表面。这些方法都需要用到低表面能的修饰剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正三十二烷修饰铝基超疏水表面的制备方法，本发明所述方法工艺简单，对设备要求低，采用了全新的修饰剂处理得到超疏水表面，具体步骤如下：

（1）前处理：将铝合金板打磨至表面光亮，划痕均匀，清洗干净后备用。

（2）化学刻蚀：配制NaCl 和CuCl₂的混合溶液，混合溶液中NaCl的浓度为0.05~0.5mol/L，CuCl₂的浓度为0.05~0.14mol/L，将混合溶液放入水浴锅中保温，然后将清洗干净的铝片放入混合溶液刻蚀，刻蚀完成后对铝片进行清洗去除表面沉积物。

（3）正三十二烷修饰：以正庚烷为溶剂配置0.1~2mol/L的正三十二烷溶液，将刻蚀好的铝片浸涂一层正三十二烷薄膜。

（4）紫外处理：将修饰了正三十二烷的铝片在紫外光下处理。

优选的，本发明步骤（1）的打磨过程为：分别使用400#、800#、1200#的砂纸打磨铝片，清洗过程为：用无水乙醇和去离子水超声清洗25~50min。

优选的，本发明步骤（2）中水浴温度为60~100℃，刻蚀时间为10~40min。

优选的，本发明中紫外光下处理处理时间为8~20h。

本发明的有益效果：

（1）本发明采用结合了水浴法的化学刻蚀法在铝片表面制备粗糙结构，并用正三十二烷修饰，紫外处理后得到超疏水表面，工艺简单，对设备要求低；采用了全新的修饰剂处理得到超疏水表面，为超疏水材料的制备提供了一种新思路。

（2）本发明采用NaCl 和CuCl₂双组份的刻蚀剂，使刻蚀效率极大的提高，对刻蚀温度与刻蚀时间依赖性降低；采用正三十二烷作为修饰剂，水接触角最高达到165°，滑动角最低为5°。