金属表面长效-强健耐蚀超疏水涂层的制备方法技术

金属表面长效‑强健耐蚀超疏水涂层的制备方法，本发明专利技术属于金属表面的腐蚀防护领域，它要解决现有金属表面超疏水涂层耐腐蚀性，耐候性不好的问题。制备方法：一、打磨金属表面，超声清洗，得到预处理后的金属；二、将有机物A加入到四氢呋喃中搅拌均匀，加入硅藻土粉末，得到硅藻土‑有机物A混合液，然后向硅藻土‑有机物A混合液中加入有机物B，搅拌均匀，得到浸涂液；三、将预处理后的金属浸入浸涂液进行提拉成膜，在金属表面得到长效‑强健耐蚀超疏水涂层。本发明专利技术在金属表面形成具有优异腐蚀性能的超疏水涂层，涂层与基体结合强度高，同时还可利用硅藻土与纳米二氧化硅良好的化学稳定性及优异的机械性能，赋予涂层多功能效应。

【技术实现步骤摘要】
金属表面长效-强健耐蚀超疏水涂层的制备方法
本专利技术属于金属(铜、铝、镁、锌、钛及钢铁材料)表面的腐蚀防护领域，具体涉及在金属表面制备纳米颗粒-硅藻土/有机聚合物复合涂层的方法。
技术介绍
金属具有优异的物理及力学性能，被广泛应用于电子、化学、建筑、医疗设备等领域。金属在含有腐蚀介质(如氯离子)的环境中会发生严重的腐蚀，从而限制了金属更广泛的应用，并降低金属的使用寿命。金属腐蚀是世界各国共同面临的问题。金属材料在使役过程中发生腐蚀是不可避免的，但却可以通过不同的手段加以控制。超疏水表面处理一方面减小了腐蚀介质和涂层表面的接触面积，另一方面能有效地阻止水、湿气、大气中的氧以及环境中的腐蚀介质到达基体金属的表面，因而具有重要应用及发展前景。但是，超疏水涂层制备所涉及到的方法及所使用的化学物质存在应用瓶颈：特定的设备、较高的成本、苛刻的条件以及对环境的危害。此外合成一种能够涂覆在任何金属表面且功能有效的涂层仍然是一个巨大的挑战。尤其值得重视的是，在实际使用中，超疏水表面高精密的微纳结构较为脆弱，不仅在腐蚀介质中的化学稳定性不容乐观，在一些比较苛刻的环境中超疏水性能的机械稳定性或耐久性同样遭受考验。金属锈蚀是人类最漫长的战争，由于金属材料的广泛应用，导致腐蚀问题涉及到众多行业。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现有金属表面超疏水涂层耐腐蚀性，耐候性不好的问题，而提供一种金属表面长效-强健耐蚀超疏水涂层的制备方法。本专利技术金属表面长效-强健耐蚀超疏水涂层的制备方法按照以下步骤实现：一、使用砂纸打磨金属表面，无水乙醇超声清洗后吹干，得到预处理后的金属；二、将有机物A加入到四氢呋喃中搅拌均匀，加入硅藻土粉末，继续搅拌使硅藻土均匀分散，得到硅藻土-有机物A混合液，然后向硅藻土-有机物A混合液中加入有机物B，搅拌均匀，得到浸涂液；三、将预处理后的金属浸入浸涂液进行提拉成膜，提拉成膜多次，烘干在金属表面得到长效-强健耐蚀超疏水涂层；其中步骤二中所述的有机物A为PDMS预聚体，有机物B为固化剂，硅藻土与有机物A的质量比为1：0.5～2.5。本专利技术金属表面长效-强健耐蚀超疏水涂层的制备方法按照以下步骤实现：一、使用砂纸打磨金属表面，无水乙醇超声清洗后吹干，得到预处理后的金属；二、将纳米颗粒加入到去离子水中超声分散，得到悬浮液；将有机物A加入到四氢呋喃中搅拌均匀，再加入硅藻土粉末，继续搅拌分散均匀，得到硅藻土-有机物A混合液，然后把硅藻土-有机物A混合液加入到悬浮液中，超声处理后烘干，得到混合颗粒；三、将有机物A加入到四氢呋喃中搅拌均匀，再加入混合颗粒，继续搅拌分散均匀，然后加入有机物B，搅拌均匀，得到浸涂液；四、将预处理后的金属浸入浸涂液进行提拉成膜，提拉成膜多次，烘干在金属表面得到长效-强健耐蚀超疏水涂层；其中所述的有机物A为PDMS预聚体，有机物B为固化剂；所述的纳米颗粒为纳米二氧化硅；步骤二中硅藻土与有机物A的质量比为1：0.5～2.5。本专利技术提出利用储量大、价格低且无毒的硅藻土作为填料，有机聚合物(聚二甲基硅氧烷)作为粘结剂，利用硅藻土特殊的微纳结构为涂层表面提供合适的粗糙度，利用有机聚合物低表面能性质修饰硅藻土，以构建涂层的超疏水结构；并通过添加纳米二氧化硅提高涂层屏蔽性以防止侵蚀性物质到达金属基体的表面，同时利用硅藻土与纳米二氧化硅良好的化学稳定性及优异的机械性能，赋予涂层多功能效应。本专利技术在金属表面形成具有优异腐蚀性能的超疏水涂层，此表层与基体结合强度高，不脱落，工艺简单快速，具有环保性，易实现工业化，为金属在实际生产生活中广泛应用提供技术保障。附图说明图1是实施例一得到的硅藻土/有机聚合物复合涂层的微观形貌电镜图；图2是图1中矩形框处的局部放大图；图3是实施例一中有机物A与硅藻土不同质量比所得到涂层的接触角测试图；图4是实施例一中涂覆硅藻土/有机聚合物复合涂层前后紫铜极化曲线测试图，其中■代表铜，●代表有机物A与硅藻土质量比为1:0.5，▲代表有机物A与硅藻土质量比为1:1，▼代表有机物A与硅藻土质量比为1:1.5，代表有机物A与硅藻土质量比为1:2，代表有机物A与硅藻土质量比为1:2.5；图5是实施例一中硅藻土/有机聚合物复合涂层随浸泡时间的电化学交流阻抗模值图，其中□代表0天，○代表3天，△代表13天，▽代表14天，代表18天，代表23天，◇代表30天；图6是实施例一中硅藻土/有机聚合物复合涂层随浸泡时间的电化学交流阻抗相位角图，其中△代表13天，▽代表14天，代表18天，代表23天，◇代表30天；图7是实施例二得到的二氧化硅-硅藻土/有机聚合物复合涂层的微观形貌电镜图；图8是图7中矩形框处的局部放大图；图9是浸涂液中纳米二氧化硅含量不同时的二氧化硅-硅藻土/有机聚合物复合涂层接触角测试图；图10是不同纳米二氧化硅含量的二氧化硅-硅藻土/有机聚合物复合涂层的动电位极化曲线图，其中■代表0g，●代表0.1g，▲代表0.3g，▼代表0.5g；图11是实施例二制备的二氧化硅-硅藻土/有机聚合物复合涂层随浸泡时间的电化学交流阻抗模值图，其中□代表0天，○代表4天，△代表6天，▽代表11天，代表14天，代表20天，◇代表25天；图12是实施例二制备的二氧化硅-硅藻土/有机聚合物复合涂层随浸泡时间的电化学交流阻抗相位角图，其中□代表0天，○代表4天，△代表6天，▽代表11天，代表14天，代表20天，◇代表25天；图13是对比实施例制备的二氧化硅有机聚合物复合涂层的动电位极化曲线图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式金属表面长效-强健耐蚀超疏水涂层的制备方法按照以下步骤实施：一、使用砂纸打磨金属表面，无水乙醇超声清洗后吹干，得到预处理后的金属；二、将有机物A加入到四氢呋喃中搅拌均匀，加入硅藻土粉末，继续搅拌使硅藻土均匀分散，得到硅藻土-有机物A混合液，然后向硅藻土-有机物A混合液中加入有机物B，搅拌均匀，得到浸涂液；三、将预处理后的金属浸入浸涂液进行提拉成膜，提拉成膜多次，烘干后在金属表面得到长效-强健耐蚀超疏水涂层；其中步骤二中所述的有机物A为PDMS预聚体，有机物B为固化剂，硅藻土与有机物A的质量比为1：0.5～2.5。本实施方式在金属表面制备硅藻土/有机聚合物复合涂层，该涂层可以使得金属表面具有超疏水性能，从而显著提高金属的耐腐蚀能力。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一采用1500#打磨金属表面，以超声频率40kHz用无水乙醇超声清洗5～15min。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是有机物A与有机物B的质量比为1～10：1。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤三中将预处理后的金属浸入浸涂液10～20s后提出成膜，提拉成膜2～7次。...

【技术保护点】
1.金属表面长效-强健耐蚀超疏水涂层的制备方法，其特征在于该制备方法按下列步骤实现：/n一、使用砂纸打磨金属表面，无水乙醇超声清洗后吹干，得到预处理后的金属；/n二、将有机物A加入到四氢呋喃中搅拌均匀，加入硅藻土粉末，继续搅拌使硅藻土均匀分散，得到硅藻土-有机物A混合液，然后向硅藻土-有机物A混合液中加入有机物B，搅拌均匀，得到浸涂液；/n三、将预处理后的金属浸入浸涂液进行提拉成膜，提拉成膜多次，烘干在金属表面得到长效-强健耐蚀超疏水涂层；/n其中步骤二中所述的有机物A为PDMS预聚体，有机物B为固化剂，硅藻土与有机物A的质量比为1：0.5～2.5。/n

【技术特征摘要】
1.金属表面长效-强健耐蚀超疏水涂层的制备方法，其特征在于该制备方法按下列步骤实现：
一、使用砂纸打磨金属表面，无水乙醇超声清洗后吹干，得到预处理后的金属；
二、将有机物A加入到四氢呋喃中搅拌均匀，加入硅藻土粉末，继续搅拌使硅藻土均匀分散，得到硅藻土-有机物A混合液，然后向硅藻土-有机物A混合液中加入有机物B，搅拌均匀，得到浸涂液；
三、将预处理后的金属浸入浸涂液进行提拉成膜，提拉成膜多次，烘干在金属表面得到长效-强健耐蚀超疏水涂层；
其中步骤二中所述的有机物A为PDMS预聚体，有机物B为固化剂，硅藻土与有机物A的质量比为1：0.5～2.5。


2.根据权利要求1所述的金属表面长效-强健耐蚀超疏水涂层的制备方法，其特征在于步骤一采用1500#打磨金属表面，以超声频率40kHz用无水乙醇超声清洗5～15min。


3.根据权利要求1所述的金属表面长效-强健耐蚀超疏水涂层的制备方法，其特征在于有机物A与有机物B的质量比为1～10：1。


4.根据权利要求1所述的金属表面长效-强健耐蚀超疏水涂层的制备方法，其特征在于步骤三中将预处理后的金属浸入浸涂液10～20s后提出成膜，提拉成膜2～7次。


5.根据权利要求1所述的金属表面长效-强健耐蚀超疏水涂层的制备方法，其特征在于步骤三中所述的烘干是在100～140℃下固化30～60min。


6.金属表面长效-强健耐蚀超疏水涂层的制备方法，其特征在于该制备方法按下列步骤实...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡津，匡慧敏，唐莎巍，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23