专利名称：一种金属表面金属羧酸盐超疏水涂层制备方法
技术领域：
本发明涉及一种金属表面金属羧酸盐超疏水涂层制备方法，本发明属于功能材料、金属表面改性与防护领域。
背景技术：
固体表面都具有一定的表面能，表面能直接影响固体对液体的浸润性这种浸润性是通过通过^ung’ s方程表征的。在理想的固体表面上(结构、组成均一)接触角具有特定的值，并由表面张力决定，满足^img’ s方程cos θ = ( Y sg" Y sl) / Y lgYsg、Ysl、Ylg分别为固气、固液、气液间的界面张力。实际固体表面在一定程度上都是粗糙不平或者组份不一的。所以测量的接触角与 Young' s方程计算结果有较大差异。Wenzel和Cassie等在上个世纪40年代分别揭示了， 真实表面的非均一性对表面浸润性的影响，修正了 ^img’ s方程。Wenzel发现，固体表面粗糙结构造成固液实际接触大于表观接触面积，得出方程，cos θ ‘ = r ( γ sg- γ sl) / γ lg r ^ 1r为粗糙度。当若θ <90°，则θ ‘ < θ，即表面的亲水性随表面粗糙程度的增加而增强；；若θ >90°，则θ' > θ，即表面的疏水性随表面粗糙程度的增加而增强。Cassie等研究了组成的不均一性对表面浸润性的影响，得到方程COS θ ‘ = α lC0S θ j+α 2cos θ 2α i是构成表面各组分的重量分数，α 1+α 2 = 1。即，非均一组分表面，浸润性是各组分浸润性的加和。超疏水表面的地表面能效应，在工业生产和日常生活中有着非常广阔的应用前景。Barrat等发现在微流体管道内壁涂敷粗糙的超疏水表面可以降低微流体通过通道时的阻力；超疏水表面涂层用于卫星接收天线还可避免积雪造成的通讯质量变差或中断。具有重要的军事战略意义；超疏水表面具有自清洁性，应用到高层建筑物的外墙、玻璃幕墙，其上的尘土可以随着雨水自动清洁，节约大量人工，且安全环保；当在金属表面构建超疏水涂层后，可以防止金属与空气中的水分发生反应，即防生锈，这样，每年可以节约大量钢材。对国民生产具有重要意义。王树涛、冯琳、江雷等发明了一种“溶液浸没制备超疏水涂层的方法”。这种方法通过将铜板浸没到十四酸乙醇溶液中进行化学合成。浸没3天后，取出铜板，清洗并晾干，得到超疏水涂层。其接触角为162°滚动角小于2°。李梅、徐建海、路庆华等发明了 “通过湿法化学在镍片表面制备超疏水涂层的方法”。这种方法需要将酸洗碱洗过的镍片浸没在0. 01mol/L的单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层。目前，超疏水涂层在日常生活中还没有得到广泛的应用。这是由于现有技术大多需要冗长的工艺，工艺复杂，成本高昂，需特殊设备以及昂贵的材料等种种不利于大规模生产的因素。因此，发明一种设备简单，价格低廉，制备迅速的技术来制备超疏水涂层就显得尤为重要。现有技术中，耗时冗长，
发明内容
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种金属表面金属羧酸盐超疏水涂层制备方法，一种制备迅速，成本较低，简捷方便，适合于工业生产的制备金属表面超疏水涂层的方法。技术方案一种金属表面金属羧酸盐超疏水涂层制备方法，其特征在于步骤如下步骤1配制反应溶液将金属盐与脂肪酸和乙醇制成O.Olmol/L至IOmol/ L的乙醇溶液，所述金属盐为CuCl2或!^eCl3,所述脂肪酸为CH3(CH2)12COOH,金属盐摩尔数比脂肪酸摩尔数等于1比金属离子化合价，M[CuC12] M[CH3(CH2)12COOH] = 1 2， M[FeCl3] M[CH3 (CH2)12COOH] = 1:3;步骤2对金属板进行表面处理采用金相砂纸80目 1000目打磨金属板以去除表面氧化层，然后用蒸馏水清洗并烘干；将金属板浸于乙酸乙酯溶液中超声清洗5min 35min，去除表面油污，然后用蒸馏水清洗并烘干；步骤3 采用涂抹方式将步骤1配好的溶液涂抹到步骤2处理好的金属板表面；步骤4 将涂有溶液的金属板浸没在去离子水中清洗，取出后在室温下晾干，得到金属羧酸盐超疏水涂层。所述涂抹方式为喷枪喷涂或用脱脂棉涂覆。有益效果本发明提出的一种金属表面金属羧酸盐超疏水涂层制备方法，反应迅速，无需浸没，只要将反应溶液涂覆到金属板表面即可。本方法采用的原料常见且价格低廉，大大降低了制备超疏水涂层的成本。此外，本方法可以在多种金属表面制备超疏水涂层，拓宽了超疏水涂层的应用范围，使规模生产更具市场价值。
图1 实施例1得到的金属羧酸盐超疏水涂层扫描电镜图；图2 实施例1得到的金属羧酸盐超疏水涂层疏水效果图；图3 实施例1得到的金属羧酸盐超疏水涂层涂层成分EDS谱。
具体实施例方式现结合实施例、附图对本发明作进一步描述实例1 (1)对纯铜板进行表面处理。用600目金相砂纸打磨以去除表面氧化层，之后用蒸馏水清洗并烘干。(2)将纯铜板浸于99%乙酸乙酯溶液中超声清洗lOmin，去除表面油污，之后用蒸馏水清洗并烘干。
(3)用1. 7gCuCl2 ·2Η20与IOOmL质量分数为99. 7%的乙醇溶液配制0. lmol/L的溶液。将配好的溶液涂覆到处理好的纯铜板上。(4)将涂覆过溶液的纯铜板浸没在水中清洗数分钟，取出于室温下干燥池即得超疏水涂层。接触角约为170°滚动角小于2°。实例2 (1)对铁板进行表面处理。用MO目金相砂纸打磨以去除表面氧化层，之后用蒸馏水清洗并烘干。(2)将金属板浸于99%乙酸乙酯溶液中超声清洗20min，去除表面油污，之后用蒸馏水清洗并烘干。(3)用5. 5g FeCl3 · 6H20与IOOmL质量分数为99. 7%的乙醇配制0. 2mol/L的溶液。将配好的溶液涂覆到处理好的铁板上。(4)将涂覆过溶液的过的铁板浸没在水中清洗数分钟，取出于室温下干燥池即得超疏水涂层。接触角约为165°滚动角小于2°。
权利要求
1.一种金属表面金属羧酸盐超疏水涂层制备方法，其特征在于步骤如下步骤1配制反应溶液将金属盐与脂肪酸和乙醇制成O.Olmol/L至lOmol/L的乙醇溶液，所述金属盐为CuCl2或!^eCl3，所述脂肪酸为CH3 (CH2) 12C00H,金属盐摩尔数比脂肪酸摩尔数等于1比金属离子化合价，M[CuC12] M[CH3(CH2)12COOH] = 1 2， M[FeCl3] M[CH3 (CH2)12COOH] = 1:3;步骤2对金属板进行表面处理采用金相砂纸80目 1000目打磨金属板以去除表面氧化层，然后用蒸馏水清洗并烘干；将金属板浸于乙酸乙酯溶液中超声清洗5min 35min， 去除表面油污，然后用蒸馏水清洗并烘干；步骤3 采用涂抹方式将步骤1配好的溶液涂抹到步骤2处理好的金属板表面；步骤4:将涂有溶液的金属板浸没在去离子水中清洗，取出后在室温下晾干，得到金属羧酸盐超疏水涂层。
2.根据权利要求1所述金属表面金属羧酸盐超疏水涂层制备方法，其特征在于所述涂抹方式为喷枪喷涂或用脱脂棉涂覆。
全文摘要
本发明涉及一种金属表面金属羧酸盐超疏水涂层制备方法，其特征在于反应迅速，无需浸没，只要将反应溶液涂覆到金属板表面即可。本方法采用的原料常见且价格低廉，大大降低了制备超疏水涂层的成本。此外，本方法可以在多种金属表面制备超疏水涂层，拓宽了超疏水涂层的应用范围，使规模生产更具市场价值。
文档编号B05D5/08GK102303006SQ20111021427
公开日2012年1月4日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者李峰, 耿兴国, 赵磊, 陈志 申请人:西北工业大学