The invention relates to a one-step preparation process for superhydrophobic functional surface of zinc-based coating. The process utilizes redox reaction between zinc and metal ions and adds long-chain fatty acids with low surface energy to deposit micro-nano grading structure with low surface energy on the surface of galvanized steel by one-step method, thus providing necessary conditions for the preparation of superhydrophobic surface. The process has the characteristics of environmental protection, non-toxicity, low cost and short time-consuming. It provides a technical way for industrial application and large-scale preparation of superhydrophobic functionalized surface.
【技术实现步骤摘要】
一种锌基镀层超疏水功能表面一步法制备工艺
本专利技术属于金属基材表面防腐处理工艺
,具体涉及一种锌基镀层超疏水功能表面一步法制备工艺。
技术介绍
金属腐蚀造成的危害严重且比较普遍,金属或合金的腐蚀问题仍然是研究者关注的焦点。在钢铁表面镀锌是一种全球普遍应用的钢铁防腐技术之一,它可以同时为钢基体提供物理屏障保护和牺牲阳极保护。但是,对于长期在高温高湿、工业大气或海洋大气等苛刻环境下服役的钢铁结构件来说,即使采用镀锌防腐也难以为钢铁提供长久有效的防护。在仿生学基础上发展起来的超疏水表面(接触角>150°,滚动角小于10°)能够有效抑制腐蚀介质与金属基体的直接接触,在金属腐蚀防护领域具有潜在应用前景,是近年来金属防腐的研究热点。超疏水表面具有防腐、防覆冰、减阻、自清洁等特性,可以为基体金属提供优异的防腐蚀保护层,在苛刻的酸性和碱性环境下表现出优异的耐蚀性。因此,镀锌层表面超疏水化处理为解决镀锌层在苛刻环境下的快速腐蚀提供了一种有效的技术途径。目前,已有相关锌基体上制备超疏水表面的相关报道,如:中国专利CN102133572A公开了一种具有减磨耐磨性能的锌基超疏水表面制备方法,但其制备工艺较为复杂,需要首先在二甲基甲酰胺溶液(40~80℃)中浸泡8~24h,然后再用脂肪酸乙醇溶液(20~60℃)浸泡8~24h,其整个制备流程所需时间达1~2天。中国专利CN103361656A公开了一种在金属锌上制造超疏水性表面的方法,该专利中首先将锌板浸入硝酸银溶液中浸泡5-30min,然后在200℃进行退火处理,该方法工艺复杂,且整体制备时间需较长为1~2h。Xu等 ...
【技术保护点】
1.一种锌基镀层超疏水功能表面一步法制备工艺,该工艺包括以下步骤:(1)功能化表面处理液的配制:第一步,将长链脂肪酸加入到能溶解该长链脂肪酸的有机溶剂中,充分搅拌至完全溶解,所述长链脂肪酸的碳链≥14;第二步,将具有氧化还原电位的金属水溶性盐溶于去离子水中,搅拌至完全溶解,得到澄清金属盐溶液;所述金属水溶性盐的金属离子的氧化还原电位高于锌的电极电位;第三步,将第二步得到的金属盐溶液逐滴加入第一步的溶液中,同时施加磁力搅拌,得到脂肪酸‑盐混合溶液;第四步,采用稀硝酸调节脂肪酸‑盐混合溶液pH值为4~5,即得到功能化表面处理液;(2)超疏水功能表面的制备:将清洁的锌基镀层基体浸入上述功能化表面处理液,浸渍时间为10s‑60s;然后采用乙醇‑水溶液对处理后的锌基镀层基体表面进行清洗,然后风干处理,即得到锌基镀层超疏水功能化表面。
【技术特征摘要】
1.一种锌基镀层超疏水功能表面一步法制备工艺,该工艺包括以下步骤:(1)功能化表面处理液的配制:第一步,将长链脂肪酸加入到能溶解该长链脂肪酸的有机溶剂中,充分搅拌至完全溶解,所述长链脂肪酸的碳链≥14;第二步,将具有氧化还原电位的金属水溶性盐溶于去离子水中,搅拌至完全溶解,得到澄清金属盐溶液;所述金属水溶性盐的金属离子的氧化还原电位高于锌的电极电位;第三步,将第二步得到的金属盐溶液逐滴加入第一步的溶液中,同时施加磁力搅拌,得到脂肪酸-盐混合溶液;第四步,采用稀硝酸调节脂肪酸-盐混合溶液pH值为4~5,即得到功能化表面处理液;(2)超疏水功能表面的制备:将清洁的锌基镀层基体浸入上述功能化表面处理液,浸渍时间为10s-60s;然后采用乙醇-水溶液对处理后的锌基镀层基体表面进行清洗,然后风干处理,即得到锌基镀层超疏水功能化表面。2.根据权利要求1所述的制备工艺,其特征在于,所述脂肪酸-盐混...
【专利技术属性】
技术研发人员:李冲冲,曹晓明,马瑞娜,范永哲,杜安,赵雪,
申请(专利权)人:河北工业大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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