[发明专利]一种轻质金属超疏水表面的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轻质金属超疏水表面的制备方法，属于金属基材表面处理领域。

背景技术

自然界中以莲叶为代表的多种植物叶子的表面、蝴蝶等鳞翅目昆虫的翅膀以及水鸟的羽毛等等都具有超疏水性，从而达到自清洁的功能。由于其具有自清洁性、防污特性、疏水、疏油、低摩擦系数等特性，从而在工农业生产和人们的日常生活中都有着极其广阔的应用前景。自然界的自清洁现象激起了人们对仿生超疏水表面的研究。目前在仿生超疏水粗糙表面的构建方面，已经涌现了多种制备方法，如平版印刷术、刻蚀法、纳米阵列法、气相沉积法、相分离法、溶胶-凝胶法和光化学法、模板法等。

轻质金属材料(铝及铝合金、镁及镁合金、钛及钛合金)质量轻、比强度和比刚度大、机械加工性能好，在机械零件，飞机汽车部件，精密仪器及无线电器材，日用品和建筑装饰以及医用等领域应用广泛，在其表面构建超疏水性表面意义重大。目前对轻质金属表面的超疏水性处理的方法不多。Baitai Qian等采用HCl和HF的混和溶液腐蚀铝片，然后经含氟的硅氧烷溶液处理，得到了超疏水表面(Langmuir，21，9007-9009，2005)；符小艺等人在CN101007304A中提出将铝片浸入含硝酸以及铜盐或镍盐的化学腐蚀液中处理后表面涂覆低能表面物质，可获得铝基超疏水表面。专利CN1814862A中提到一种采用喷砂来改变金属表面形貌，然后表面涂覆低能物质来获得超疏水表面的方法。结合机械粗糙化与NaOH水溶液腐蚀的方法处理铝合金，然后在其表面涂覆低表面能物质，也可以获得超疏水表面(Zhiguang Guo，Feng Zhou，Jing cheng Hao，Weimin Liu，Journalof Colloid and Interface Science 303，298-305，2006)。上述处理方法均存在一些不足之处，如腐蚀法使金属基体的耐蚀性能下降，极易使表面生锈，而喷砂后形成的疏水表面，水珠在上面难以滚动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻质金属超疏水表面的制备方法，此方法重复性好，疏水性能优异，并且具有良好的耐蚀、耐磨性能，应用前景广泛。

实现本发明目的的技术方案是这样的：一种轻质金属超疏水表面的制备方法，其特征在于，金属基片清除油脂后，在电解液中进行阳极氧化，然后对其表面进行低温等离子体处理，再浸置在疏水处理溶液中组装低表面能物质后取出，用有机溶剂冲洗后干燥而成。

具体地展开来阐述，这种的制备方法如下：

(1)轻质金属基体表面清除油污

在50～70g/L，60～70℃NaOH碱性液中清洗0.5～2min除去轻质金属片表面的油脂。

(2)阳极氧化

将上述金属基片分别进行阳极氧化，使其表面生成一层多孔氧化膜，其工艺如下：