一种金属表面复合凝胶超疏水涂层的制备方法技术

本发明专利技术涉及超疏水涂层技术领域，尤其涉及一种金属表面复合凝胶超疏水涂层的制备方法。本发明专利技术通过将抛光后的金属基底进行表面刻蚀，得到刻蚀金属基底；将F

【技术实现步骤摘要】
与溶质量比为0.35:100～0.45:100。
[0014]优选的，所述步骤(2)中金属表面复合凝胶超疏水涂层的厚度为10～20μm。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的技术方案取得了如下有益效果：
[0016]本专利技术改善了F
‑
SiO2/BPH
‑
8复合凝胶涂层的机械耐久性，同时赋予其更高的实用价值，本专利技术利用激光在金属表面刻蚀产生规则的“阵列”结构，之后将复合凝胶涂层填充在“阵列”之间，有效的增强了涂层的耐摩擦性质和防污性，同时金属基底的防污和耐腐蚀性质也得到了很大的改善，能够应用于金属材料的防水、防污和金属腐蚀的防护，在海洋工程、航空航天、汽车工业、石油化工和建筑家具等领域都有广阔的应用前景。
附图说明
[0017]图1为实施例1
‑
3制备得到的不同扫描间距样品的SEM图像：(a)、(b)、(c)顺次为30μm、50μm、70μm；
[0018]图2为实施例1
‑
3制备得到的不同扫描间距样品的的3D形貌图：(a)、(b)、(c)顺次为30μm、50μm、70μm；
[0019]图3为摩擦次数对实施例1
‑
3制备得到的不同扫描间距样品润湿性的影响；
[0020]图4为实施例4
‑
6制备得到的不同扫描功率样品的SEM图：(a)、(b)、(c)顺次为7W、11W、15W；
[0021]图5为实施例4
‑
6制备得到的不同扫描功率样品的3D图：(a)、(b)、(c)顺次为7W、11W、15W；
[0022]图6为摩擦次数对实施例4
‑
6制备得到的不同扫描功率样品润湿性的影响；
[0023]图7为实施例7
‑
9制备得到的不同扫描速度样品的SEM图像：(a)、(b)、(c)顺次为30mm/s、100mm/s、300mm/s；
[0024]图8为实施例7
‑
9制备得到的不同扫描速度样品的3D图像：(a)、(b)、(c)顺次为30mm/s、100mm/s、300mm/s；
[0025]图9为摩擦次数对实施例7
‑
9制备得到的不同扫描速度样品润湿性的影响；
[0026]图10为不同样品表面润湿性测试结果，其中(a)为抛光后的黄铜金属基底，(b)为覆盖有复合凝胶超疏水涂层的抛光黄铜金属基底表面，(c)为经历2次摩擦循环后的覆盖有复合凝胶超疏水涂层的抛光黄铜金属基底表面；(d)为表面刻蚀黄铜金属基底，(e)为覆盖有复合凝胶超疏水涂层的表面刻蚀黄铜金属基底表面，(f)为经历20次摩擦循环后的覆盖有复合凝胶超疏水涂层的表面刻蚀黄铜金属基底表面；
[0027]图11为不同样品表面SEM形貌图，其中(a)为激光刻蚀黄铜金属基底，(b)为激光刻蚀黄铜金属表面涂覆F
‑
SiO2/BPH
‑
8复合凝胶的样品，(c)、(d)、(e)、(f)顺次为(b)样品分别经历5次、10次、15次、20次摩擦循环后的样品；
[0028]图12为覆盖有复合凝胶超疏水涂层的表面刻蚀黄铜金属基底表面，抛光后的黄铜金属基底和激光刻蚀黄铜金属基底的动电位极化图；
[0029]图13为几种液体在实施例4制备得到的金属表面复合凝胶超疏水涂层表面的粘附和润湿情况：(a1)、(a2)为强酸溶液(pH＝2)，(b1)、(b2)为强碱溶液(pH＝12)，(c1)、(c2)为水，(d1)、(d2)为果汁；下角标1为液滴滴加到超疏水表面瞬间，下角标2为液滴滚落以后；金属表面复合凝胶超疏水涂层表面的倾角为10
°
。
具体实施方式
[0030]本专利技术提供了一种金属表面复合凝胶超疏水涂层的制备方法，包含以下步骤：
[0031](1)将抛光后的金属基底进行表面刻蚀，得到刻蚀金属基底；
[0032](2)将F
‑
SiO2和BPH
‑
8的混合物加入到溶剂中并加热，待BPH
‑
8凝胶因子完全溶解后滴涂在步骤(1)制得的刻蚀金属基底表面，得到金属表面复合凝胶超疏水涂层。
[0033]在本专利技术中，所述步骤(1)中的金属基底包含黄铜、铝、钛合金或镁合金，优选为黄铜、铝或钛合金。
[0034]在本专利技术中，所述步骤(1)中抛光后的金属基底是将金属基底依次在150#、500#、1000#、1500#的砂纸表面打磨去除表面划痕，之后在金相试样磨抛机上抛光处理达到镜面效果。将抛光后的样品置于无水乙醇、丙酮、水的混合溶液中超声清洗，去除表面的有机污染物，最后置于烘箱中烘干，得到抛光后的金属基底；
[0035]所述无水乙醇、丙酮、水的质量比为1～2:1～2:1～2，优选为1:1:1；
[0036]所述超声清洗的功率为80～120W，优选为90～110W；时间10～30min，优选为15～25min。
[0037]在本专利技术中，所述步骤(1)中的表面刻蚀的激光扫描间距为30～70μm，优选为40～60μm，进一步优选为50μm；激光束斑的直径为15～50μm，优选为30～40μm；激光扫描功率为7～15W，优选为10～12W，进一步优选为11W；激光频率为30～50kHz，优选为35～45kHz；激光扫描速度为30～300mm/s，优选为80～200mm/s，进一步优选为100mm/s。
[0038]在本专利技术中，所述步骤(1)中表面刻蚀结束后将刻蚀后的金属基底，放置在无水乙醇、丙酮、水的混合溶液中超声清洗，去除表面污染物，吹干后得到刻蚀金属基底；
[0039]所述无水乙醇、丙酮、水的质量比为1～2:1～2:1～2，优选为1:1:1；
[0040]所述超声清洗的功率为80～120W，优选为90～110W；时间为10～30min，优选为15～25min。
[0041]在本专利技术中，所述步骤(2)中的加热温度为140～180℃，优选为145～160℃，进一步优选为150℃。
[0042]在本专利技术中，所述步骤(2)中F
‑
SiO2和BPH
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8的质量比为10～100:70～100，优选为30:100～50:100；所述BPH
‑
8与溶剂质量比为0.35:100～0.45:100，优选为0.37:100～0.42:100，进一步优选为0.4:100。
[0043]在本专利技术中，所述步骤(2)中金属表面复合凝胶超疏水涂层的厚度为10～20μm，优选为12～18μm，进一步优选为15μm。
[0044]下面结合实施例对本专利技术提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本专利技术保护范围的限定。
[0045]实施例1
[0046](1)将购买的H59黄铜金属样品(20mm*20mm厚度1mm)依次在150#、500#、1000#、1500#的砂纸表面打磨去除表面划痕，之后在金相试本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属表面复合凝胶超疏水涂层的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)将抛光后的金属基底进行表面刻蚀，得到刻蚀金属基底；(2)将F
‑
SiO2和BPH
‑
8的混合物加入到溶剂中并加热，待BPH
‑
8凝胶因子完全溶解后滴涂在步骤(1)制得的刻蚀金属基底表面，得到金属表面复合凝胶超疏水涂层。2.根据权利要求1所述的一种金属表面复合凝胶超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的金属基底包含黄铜、铝、钛合金或镁合金。3.根据权利要求2所述的一种金属表面复合凝胶超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的表面刻蚀的激光扫描间距为30～70μm，激光束斑的直径为15～50μm，激光扫描功率为7～15W，激光频率为30～50kHz，激光扫描速度为30～30...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海涛，齐煜，庞昊鹏，文懋，李敏，白炳莲，方官久，
申请(专利权)人：苏州今蓝纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：