一种金属表面复合凝胶超疏水涂层的制备方法

本发明涉及超疏水涂层，尤其涉及一种金属表面复合凝胶超疏水涂层的制备方法。

背景技术：

1、对于超疏水材料而言，由于其本身的微纳米结构和低表面能，导致其表面的粘附力很弱，使得杂质和水滴不易附着，从而达到防污和自清洁的效果。同时存在于粗糙结构中的空气能够极大地减少超疏水表面与腐蚀溶液的实际接触面积，从而减缓材料的腐蚀行为，提高材料的防腐能力。由于超疏水表面具有自清洁、抗腐蚀、防污、油水分离等多种特殊功能，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。

2、金属腐蚀会造成巨大的资源浪费和经济损失，因此金属的防腐在生产实际中是非常重要的。对于日常使用的大多数金属而言，由于自身表面能较高，其本身往往会吸附许多杂质和水滴，从而影响其自身的性能。目前，研究人员开发出多种方法对金属进行表面改性。例如：电沉积法、阳极氧化法、化学刻蚀法、涂层法等。其中，涂层法作为一种简单快捷的方法受到人们的广泛关注。公开号为cn115537050a的中国专利制备了一种f-sio2/bph-8复合凝胶，利用f-sio2/bph-8复合凝胶制备得到的涂层具有很好的超疏水性质，并且对多种基底都有良好的适用性。同时，由于该超疏水涂层表面所具有的自清洁、抗腐蚀、防污、油水分离等特殊功能使得超疏水涂层在金属材料的防水、防污和金属腐蚀的防护领域有着巨大的应用前景。但是这种涂层的耐磨性较差，在长时间使用时很容易受到破坏。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种金属表面复合凝胶超疏水涂层的制备方法，以改善f-sio2/bph-8复合凝胶涂层的机械耐久性，得到耐摩擦性、耐腐蚀性和防污性优异的金属表面复合凝胶超疏水涂层，能够应用于金属防腐和防污中。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明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：

4、(1)将抛光后的金属基底进行表面刻蚀，得到刻蚀金属基底；

5、(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。

6、优选的，所述步骤(1)中的金属基底包含黄铜、铝、钛合金或镁合金。

7、优选的，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30～300mm/s。

8、优选的，所述步骤(2)中的加热温度为140～180℃。

9、优选的，所述步骤(2)中的溶剂包含无水乙醇和四氢呋喃中的一种或几种。

10、优选的，所述步骤(2)中f-sio2和bph-8的质量比为10～100:70～100；所述bph-8与溶质量比为0.35:100～0.45:100。

11、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。

12、与现有技术相比，本发明的技术方案取得了如下有益效果：

13、本发明改善了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，本发明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。

技术特征：

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：

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30～300mm/s。

4.根据权利要求1～3任一项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(2)中的加热温度为140～180℃。

5.根据权利要求4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(2)中溶剂为乙醇和四氢呋喃中的一种或几种。

6.根据权利要求5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(2)中f-sio2和bph-8的质量比为10:100～70:100；所述bph-8与溶剂质量比为0.35:100～0.45:100。

7.根据权利要求1、2、3、5或6的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(2)中金属表面复合凝胶超疏水涂层的厚度为10～20μm。

技术总结
本发明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‑SiO<subgt;2</subgt;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。本发明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，有效地增强了涂层的耐摩擦性质，同时金属基底的防污性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。

技术研发人员：王海涛,齐煜,庞昊鹏,文懋,李敏,白炳莲,方官久
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14