高耐磨超疏水金属板材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了高耐磨超疏水金属板材及其制备方法，属于金属表面超疏水处理技术领域。其技术方案为：包括以下步骤：S1：将液态石蜡、纳米氧化锌和环氧树脂粘合剂加入到有机溶剂中，配制得到混合液A；S2：将混合液A涂敷于金属板材上，经固化、洗涤后再烘干；S3：将液态石蜡、纳米氧化锌和环氧树脂粘合剂加入到有机溶剂中，配制得到混合液B，混合液B中液态石蜡、纳米氧化锌和环氧树脂粘合剂的总质量分数小于混合液A，将混合液B涂敷于金属板材上，经固化、洗涤后再烘干，即得高耐磨超疏水金属板材。本发明专利技术制备的金属板材具有高耐磨、自清洁、疏水性好等功能，且制备方法操作简单，对未来超疏水研究具有一定的引领作用。研究具有一定的引领作用。研究具有一定的引领作用。

【技术实现步骤摘要】
高耐磨超疏水金属板材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属表面超疏水处理
，具体涉及高耐磨超疏水金属板材及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，受天然动植物的启发，越来越多的研究者设计和制备出了大量仿生超疏水表面。超疏水是指水滴接触角>150
°
，滚动角<10
°
的湿润状态。超疏水表面应用广泛，其具有耐腐蚀、防冰除冻、油水分离、自清洁性等性能，在很多领域有着较大的应用价值，国内外诸多学者开展了超疏水表面的制备及应用研究。如中国专利技术专利CN110983397B公开了一种由硬脂酸钠水溶液在铝基体表面制备超疏水膜的方法，该方法步骤为：铝基体经表面打磨清洁处理至表面光滑后，作为阴极，阳极板为钛板，在含有十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠的电解质溶液中，特定温度与时间下进行电沉积，并经烘干后，制得铝基体表面超疏水膜，该专利通过电沉积的方法在铝基体表面上形成超疏水膜。
[0003]高效的超疏水表面的制备方法已成为该领域的研究热点和重要发展方向，因此需要对超疏水表面做进一步研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供高耐磨超疏水金属板材及其制备方法，金属板材具有高耐磨、自清洁、疏水性好等功能，且制备方法操作简单，对未来超疏水研究具有一定的引领作用。
[0005]本专利技术的技术方案为：一方面，本专利技术提供了高耐磨超疏水金属板材的制备方法，包括以下步骤：S1：将液态石蜡、纳米氧化锌和环氧树脂粘合剂加入到有机溶剂中，配制得到混合液A；S2：将混合液A涂敷于金属板材上，经固化、洗涤后再烘干；S3：将液态石蜡、纳米氧化锌和环氧树脂粘合剂加入到有机溶剂中，配制得到混合液B，混合液B中液态石蜡、纳米氧化锌和环氧树脂粘合剂的总质量分数小于混合液A，将混合液B涂敷于金属板材上，经固化、洗涤后再烘干，即得高耐磨超疏水金属板材。
[0006]优选的，步骤S1中，液态石蜡、纳米氧化锌和环氧树脂粘合剂的总质量分数为10
‑
20%；步骤S3中，液态石蜡、纳米氧化锌和环氧树脂粘合剂的总质量分数为5
‑
15%。
[0007]优选的，步骤S1、S3中，液态石蜡的重量份数为1
‑
3份，纳米氧化锌的重量份数为1
‑
3份，环氧树脂粘合剂的重量份数为2
‑
4份；步骤S1中，有机溶剂的重量份数为16
‑
72份，步骤S3中，有机溶剂的重量份数为36
‑
152份。
[0008]优选的，步骤S2中，涂敷于金属板材之前，先去除金属板材表面的氧化层。一般金属板材的表面有一层氧化皮，如果不去除，就会在涂层与金属板材表面形成隔离层，影响涂层的附着力，造成金属板材的耐磨性下降。因此去除氧化层后再喷涂混合液A，可增加涂层
的附着力，从而增加涂层的使用寿命。
[0009]优选的，步骤S2、S3中，采用喷涂法将混合液A或混合液B涂敷于金属板材上，混合液A的喷涂厚度为0.2
‑
0.3mm，混合液B的喷涂厚度为0.05
‑
0.1mm。
[0010]优选的，步骤S2、S3中，采用烘干方式对金属板材进行固化，烘干温度为50
‑
60℃，烘干时间为2
‑
3h；采用有机溶剂对固化后的金属板材进行洗涤，洗涤时间为1
‑
2h。
[0011]优选的，所述有机溶剂为乙酸乙酯，乙酸乙酯具有化学性质稳定、不参与反应、不影响催化剂活性、无腐蚀或者腐蚀性小、贮存稳定性好、毒性小的特点，对液态石蜡和环氧树脂的溶解性好，且不会与其发生反应，对环境危害小。
[0012]优选的，所述金属板材为铝板，当然也可以为其他合金板、铁板、铜板等金属板材。
[0013]另一方面，本专利技术还提供了上述制备方法制备得到的高耐磨超疏水金属板材。
[0014]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：本专利技术利用液态石蜡和纳米氧化锌双相结构制作形成半互穿网络结构，该结构可以有效加强金属板材本身的结构强度，提高耐磨性能，同时其也可以显著提高金属板材表面的粗糙程度，当金属板材表面的微纳粗糙结构的粗糙程度越高时其疏水效果也会越好。此外，构筑超疏水表面需要强化两个特性，一个是降低表面能，另一个是构筑表面的微纳粗糙结构，通过同时加强这两个方面并发挥协同作用即可显著提高金属板材表面的疏水能力。由于液态石蜡和纳米氧化锌的混合物构筑的表面具有低表面能特性，且形成的半互穿网络结构具有强化作用，通过这两个方面的协同作用可以显著提高金属板材的耐磨性和疏水性，使其兼具超疏水和耐磨以及半透明性，从而使金属板材具有高耐磨、自清洁、疏水性好等功能。同时，本专利技术的制备方法操作简单，对未来超疏水研究具有一定的引领作用。
附图说明
[0015]图1是实施例1制备的铝板的接触角测试图。
[0016]图2是实施例1制备的铝板的滚动角测试图。
[0017]图3是实施例1制备的铝板经过落砂实验后的接触角测试图。
[0018]图4是实施例1制备的铝板经过落砂实验后的滚动角测试图。
[0019]图5是实施例2制备的铝板的接触角测试图。
[0020]图6是实施例2制备的铝板的滚动角测试图。
[0021]图7是实施例2制备的铝板经过落砂实验后的接触角测试图。
[0022]图8是实施例2制备的铝板经过落砂实验后的滚动角测试图。
[0023]图9是实施例3制备的铝板的接触角测试图。
[0024]图10是实施例3制备的铝板的滚动角测试图。
[0025]图11是实施例3制备的铝板经过落砂实验后的接触角测试图。
[0026]图12是实施例3制备的铝板经过落砂实验后的滚动角测试图。
[0027]图13是实施例4制备的铝板的接触角测试图。
[0028]图14是实施例4制备的铝板的滚动角测试图。
[0029]图15是实施例4制备的铝板经过落砂实验后的接触角测试图。
[0030]图16是实施例4制备的铝板经过落砂实验后的滚动角测试图。
具体实施方式
[0031]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0032]以下实施例中的落砂实验参考标准GB/T 23988
‑
2009进行。
[0033]实施例1本实施例的高耐磨超疏水金属板材的制备方法包括以下步骤：S1：将3份液态石蜡、1份纳米氧化锌和4份环氧树脂粘合剂加入到72份的乙酸乙酯中，搅拌均匀，充分混合配制得到混合液A；S2：取铝板，去除其氧化铝层后，采用喷涂法，将配制的混合液A喷涂在铝板上，喷涂厚度为0.2mm；随后将其置于烘干箱中于60℃固化2h，再用乙酸乙酯洗涤1.5h，最后于60℃下烘干2.5h；S3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高耐磨超疏水金属板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将液态石蜡、纳米氧化锌和环氧树脂粘合剂加入到有机溶剂中，配制得到混合液A；S2：将混合液A涂敷于金属板材上，经固化、洗涤后再烘干；S3：将液态石蜡、纳米氧化锌和环氧树脂粘合剂加入到有机溶剂中，配制得到混合液B，混合液B中液态石蜡、纳米氧化锌和环氧树脂粘合剂的总质量分数小于混合液A，将混合液B涂敷于金属板材上，经固化、洗涤后再烘干，即得高耐磨超疏水金属板材。2.如权利要求1所述的高耐磨超疏水金属板材的制备方法，其特征在于，步骤S1中，液态石蜡、纳米氧化锌和环氧树脂粘合剂的总质量分数为10
‑
20%；步骤S3中，液态石蜡、纳米氧化锌和环氧树脂粘合剂的总质量分数为5
‑
15%。3.如权利要求1所述的高耐磨超疏水金属板材的制备方法，其特征在于，步骤S1、S3中，液态石蜡的重量份数为1
‑
3份，纳米氧化锌的重量份数为1
‑
3份，环氧树脂粘合剂的重量份数为2
‑
4份；步骤S1中，有机溶剂的重量份数为16
‑
72份，步骤S3中，有...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨书刚，杨成富，粟常红，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：