一种钢基超疏水表面的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钢基超疏水表面的制备方法，特别涉及一种通过电化学刻蚀和后续低表面能有机分子修饰的方法制备钢基仿生超疏水表面的方法。
【背景技术】
[0002]由于良好的韧性、耐腐蚀性和机械强度等特点，钢材在船舶制造业中被广泛使用。然而，船舶工作环境恶劣，船体外壳要经常受到海水的化学腐蚀、电化学腐蚀，以及微生物污染和腐蚀。从1997年“荷叶效应”发现以来发展起来的特殊润湿性表面相关研究表明:材料表面形貌对其润湿性、耐腐蚀性和防生物污染等方面有重要影响。因此，超疏水表面被认为是一种在相关环境中很具发展潜力的功能表面。
[0003]钢基仿生超疏水表面方面的专利申请较少，截止2012年12月在CNKI中国专利数据库中查到的共有 4 篇:1.CN 101705488A ；2.CN 102615036A ；3.CN 102626686A ；4.CN101666246A。其中第4篇专利是关于钢套钢蒸汽保温管道疏水装置设计的，与本专利无关；其余3篇专利从表面结构构建方法角度可分为两类:表面腐蚀(专利1，盐酸挥发化学刻蚀法)和表面沉积法(专利2和3，硫酸铜溶液中化学法沉积铜薄膜)，但相对于电化学方法都是不易控制反应过程的化学方法。因此，找到一种可控制备仿生结构超疏水表面的方法，对于钢材在船舶所处海水环境下的使用很重要、很迫切。
【发明内容】
[0004]本发明目的是在于提供一种钢基超疏水表面的制备方法。
[0005]本发明所述一种钢基超疏水表面的制备方法包括电化学刻蚀和低表面能有机分子修饰两个步骤，其中电化学刻蚀过程用于制备微米级粗糙晶粒结构，低表面能有机分子修饰用于获取低表面能。
[0006]一种钢基超疏水表面的制备方法，其特征在于是依次通过如下步骤实现的:
1)将钢或者不锈钢在丙酮中超声清洗后作为阳极，石墨作为对电极，放入硝酸溶液体系中进行电化学刻蚀，获得仿生结构表面；
2)然后将仿生结构钢表面放入硅烷或者含氟硅烷溶液中进行表面修饰，获得仿生结构超疏水表面。
[0007]本发明对比已有技术具有以下优点:
1、通过电化学刻蚀过程制备具有微米级粗糙晶粒结构的仿生结构钢表面。
[0008]2、结合低表面能有机分子修饰过程获得仿生超疏水钢表面。
[0009]3、相对其它化学腐蚀和聚合物涂覆的方法，此方法可以通过电化学过程对表面结构进行控制。
【附图说明】
[0010]图1本发明所述通过电化学刻蚀和低表面能有机分子修饰法制备的钢基超疏水表面的电子扫描显微镜照片。
[0011]图2水流冲击本发明所述钢基超疏水表面时的图片。
【具体实施方式】
[0012]为了更好的理解本发明，通过以下实施例进行说明。
[0013]实施例1:
将钢或者不锈钢在丙酮中超声清洗，然后将其作为阳极，石墨作为对电极，放入盛有硝酸溶液体系中进行电化学刻蚀。然后将所得钢表面放入硅烷甲苯溶液中，进行低表面能有机分子修饰，获得超疏水表面。
[0014]图1所示电子扫描显微镜结果表明，通过所述电化学刻蚀过程制备的钢基超疏水表面布满微米级晶粒和孔洞结构。
[0015]图2所示表明，水流冲击钢基超疏水表面时并没有发生润湿现象，而是反弹落下，这说明表面具有良好的超疏水性能。
【主权项】
1.一种钢基超疏水表面的制备方法，其特征在于是依次通过如下步骤实现的: 1)将钢或者不锈钢在丙酮中超声清洗后作为阳极，石墨作为对电极，放入硝酸溶液体系中进行电化学刻蚀，获得仿生结构表面； 2)然后将仿生结构钢表面放入硅烷或者含氟硅烷溶液中进行表面修饰，获得仿生结构超疏水表面。
【专利摘要】本发明公开了一种钢基超疏水表面的制备方法。该方法方法包括电化学刻蚀和低表面能有机分子修饰两个步骤，其中电化学刻蚀过程用于制备微米级粗糙晶粒结构，低表面能有机分子修饰用于获取低表面能。本发明成本较低，工艺简单，对于钢基超疏水表面的应用有重要意义。
【IPC分类】B05D5-08
【公开号】CN104722465
【申请号】CN201310708140
【发明人】王富国, 张俊彦
【申请人】中国科学院兰州化学物理研究所
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月20日