專利名稱：一種金屬表面金屬羧酸鹽超疏水涂層制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬表面金屬羧酸鹽超疏水涂層制備方法，本發(fā)明屬于功能材料、金屬表面改性與防護(hù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
固體表面都具有一定的表面能，表面能直接影響固體對(duì)液體的浸潤性這種浸潤性是通過通過^ung’ s方程表征的。在理想的固體表面上(結(jié)構(gòu)、組成均一)接觸角具有特定的值，并由表面張力決定，滿足^img’ s方程cos θ = ( Y sg" Y sl) / Y lgYsg、Ysl、Ylg分別為固氣、固液、氣液間的界面張力。實(shí)際固體表面在一定程度上都是粗糙不平或者組份不一的。所以測量的接觸角與 Young' s方程計(jì)算結(jié)果有較大差異。Wenzel和Cassie等在上個(gè)世紀(jì)40年代分別揭示了， 真實(shí)表面的非均一性對(duì)表面浸潤性的影響，修正了 ^img’ s方程。Wenzel發(fā)現(xiàn)，固體表面粗糙結(jié)構(gòu)造成固液實(shí)際接觸大于表觀接觸面積，得出方程，cos θ ‘ = r ( γ sg- γ sl) / γ lg r ^ 1r為粗糙度。當(dāng)若θ <90°，則θ ‘ < θ，即表面的親水性隨表面粗糙程度的增加而增強(qiáng)；；若θ >90°，則θ' > θ，即表面的疏水性隨表面粗糙程度的增加而增強(qiáng)。Cassie等研究了組成的不均一性對(duì)表面浸潤性的影響，得到方程COS θ ‘ = α lC0S θ j+α 2cos θ 2α i是構(gòu)成表面各組分的重量分?jǐn)?shù)，α 1+α 2 = 1。即，非均一組分表面，浸潤性是各組分浸潤性的加和。超疏水表面的地表面能效應(yīng)，在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有著非常廣闊的應(yīng)用前景。Barrat等發(fā)現(xiàn)在微流體管道內(nèi)壁涂敷粗糙的超疏水表面可以降低微流體通過通道時(shí)的阻力；超疏水表面涂層用于衛(wèi)星接收天線還可避免積雪造成的通訊質(zhì)量變差或中斷。具有重要的軍事戰(zhàn)略意義；超疏水表面具有自清潔性，應(yīng)用到高層建筑物的外墻、玻璃幕墻，其上的塵土可以隨著雨水自動(dòng)清潔，節(jié)約大量人工，且安全環(huán)保；當(dāng)在金屬表面構(gòu)建超疏水涂層后，可以防止金屬與空氣中的水分發(fā)生反應(yīng)，即防生銹，這樣，每年可以節(jié)約大量鋼材。對(duì)國民生產(chǎn)具有重要意義。王樹濤、馮琳、江雷等發(fā)明了一種“溶液浸沒制備超疏水涂層的方法”。這種方法通過將銅板浸沒到十四酸乙醇溶液中進(jìn)行化學(xué)合成。浸沒3天后，取出銅板，清洗并晾干，得到超疏水涂層。其接觸角為162°滾動(dòng)角小于2°。李梅、徐建海、路慶華等發(fā)明了 “通過濕法化學(xué)在鎳片表面制備超疏水涂層的方法”。這種方法需要將酸洗堿洗過的鎳片浸沒在0. 01mol/L的單烷基膦酸乙醇溶液中3-5 天。之后取出清洗并晾干即得到超疏水涂層。目前，超疏水涂層在日常生活中還沒有得到廣泛的應(yīng)用。這是由于現(xiàn)有技術(shù)大多需要冗長的工藝，工藝復(fù)雜，成本高昂，需特殊設(shè)備以及昂貴的材料等種種不利于大規(guī)模生產(chǎn)的因素。因此，發(fā)明一種設(shè)備簡單，價(jià)格低廉，制備迅速的技術(shù)來制備超疏水涂層就顯得尤為重要。現(xiàn)有技術(shù)中，耗時(shí)冗長，

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種金屬表面金屬羧酸鹽超疏水涂層制備方法，一種制備迅速，成本較低，簡捷方便，適合于工業(yè)生產(chǎn)的制備金屬表面超疏水涂層的方法。技術(shù)方案一種金屬表面金屬羧酸鹽超疏水涂層制備方法，其特征在于步驟如下步驟1配制反應(yīng)溶液將金屬鹽與脂肪酸和乙醇制成O.Olmol/L至IOmol/ L的乙醇溶液，所述金屬鹽為CuCl2或!^eCl3,所述脂肪酸為CH3(CH2)12COOH,金屬鹽摩爾數(shù)比脂肪酸摩爾數(shù)等于1比金屬離子化合價(jià)，M[CuC12] M[CH3(CH2)12COOH] = 1 2， M[FeCl3] M[CH3 (CH2)12COOH] = 1:3;步驟2對(duì)金屬板進(jìn)行表面處理采用金相砂紙80目 1000目打磨金屬板以去除表面氧化層，然后用蒸餾水清洗并烘干；將金屬板浸于乙酸乙酯溶液中超聲清洗5min 35min，去除表面油污，然后用蒸餾水清洗并烘干；步驟3 采用涂抹方式將步驟1配好的溶液涂抹到步驟2處理好的金屬板表面；步驟4 將涂有溶液的金屬板浸沒在去離子水中清洗，取出后在室溫下晾干，得到金屬羧酸鹽超疏水涂層。所述涂抹方式為噴槍噴涂或用脫脂棉涂覆。有益效果本發(fā)明提出的一種金屬表面金屬羧酸鹽超疏水涂層制備方法，反應(yīng)迅速，無需浸沒，只要將反應(yīng)溶液涂覆到金屬板表面即可。本方法采用的原料常見且價(jià)格低廉，大大降低了制備超疏水涂層的成本。此外，本方法可以在多種金屬表面制備超疏水涂層，拓寬了超疏水涂層的應(yīng)用范圍，使規(guī)模生產(chǎn)更具市場價(jià)值。


圖1 實(shí)施例1得到的金屬羧酸鹽超疏水涂層掃描電鏡圖；圖2 實(shí)施例1得到的金屬羧酸鹽超疏水涂層疏水效果圖；圖3 實(shí)施例1得到的金屬羧酸鹽超疏水涂層涂層成分EDS譜。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)例1 (1)對(duì)純銅板進(jìn)行表面處理。用600目金相砂紙打磨以去除表面氧化層，之后用蒸餾水清洗并烘干。(2)將純銅板浸于99%乙酸乙酯溶液中超聲清洗lOmin，去除表面油污，之后用蒸餾水清洗并烘干。
(3)用1. 7gCuCl2 ·2Η20與IOOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99. 7%的乙醇溶液配制0. lmol/L的溶液。將配好的溶液涂覆到處理好的純銅板上。(4)將涂覆過溶液的純銅板浸沒在水中清洗數(shù)分鐘，取出于室溫下干燥池即得超疏水涂層。接觸角約為170°滾動(dòng)角小于2°。實(shí)例2 (1)對(duì)鐵板進(jìn)行表面處理。用MO目金相砂紙打磨以去除表面氧化層，之后用蒸餾水清洗并烘干。(2)將金屬板浸于99%乙酸乙酯溶液中超聲清洗20min，去除表面油污，之后用蒸餾水清洗并烘干。(3)用5. 5g FeCl3 · 6H20與IOOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99. 7%的乙醇配制0. 2mol/L的溶液。將配好的溶液涂覆到處理好的鐵板上。(4)將涂覆過溶液的過的鐵板浸沒在水中清洗數(shù)分鐘，取出于室溫下干燥池即得超疏水涂層。接觸角約為165°滾動(dòng)角小于2°。
權(quán)利要求
1.一種金屬表面金屬羧酸鹽超疏水涂層制備方法，其特征在于步驟如下步驟1配制反應(yīng)溶液將金屬鹽與脂肪酸和乙醇制成O.Olmol/L至lOmol/L的乙醇溶液，所述金屬鹽為CuCl2或!^eCl3，所述脂肪酸為CH3 (CH2) 12C00H,金屬鹽摩爾數(shù)比脂肪酸摩爾數(shù)等于1比金屬離子化合價(jià)，M[CuC12] M[CH3(CH2)12COOH] = 1 2， M[FeCl3] M[CH3 (CH2)12COOH] = 1:3;步驟2對(duì)金屬板進(jìn)行表面處理采用金相砂紙80目 1000目打磨金屬板以去除表面氧化層，然后用蒸餾水清洗并烘干；將金屬板浸于乙酸乙酯溶液中超聲清洗5min 35min， 去除表面油污，然后用蒸餾水清洗并烘干；步驟3 采用涂抹方式將步驟1配好的溶液涂抹到步驟2處理好的金屬板表面；步驟4:將涂有溶液的金屬板浸沒在去離子水中清洗，取出后在室溫下晾干，得到金屬羧酸鹽超疏水涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬表面金屬羧酸鹽超疏水涂層制備方法，其特征在于所述涂抹方式為噴槍噴涂或用脫脂棉涂覆。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬表面金屬羧酸鹽超疏水涂層制備方法，其特征在于反應(yīng)迅速，無需浸沒，只要將反應(yīng)溶液涂覆到金屬板表面即可。本方法采用的原料常見且價(jià)格低廉，大大降低了制備超疏水涂層的成本。此外，本方法可以在多種金屬表面制備超疏水涂層，拓寬了超疏水涂層的應(yīng)用范圍，使規(guī)模生產(chǎn)更具市場價(jià)值。
文檔編號(hào)B05D5/08GK102303006SQ20111021427
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者李峰, 耿興國, 趙磊, 陳志 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)