[发明专利]利用数控激光在不锈钢表面生成彩色超疏水涂层的方法

说明书

本申请公开了一种利用数控激光在不锈钢表面生成彩色超疏水涂层的方法，依次包括如下步骤：S1将不锈钢置于去离子水中超声清洗5‑20min，然后置于乙醇中超声清洗5‑20min，随后冷风吹干；S2将步骤S1处理后的不锈钢置于激光加工平台，采用激光加工系统对不锈钢表面进行着色加工；S3将着色加工后的不锈钢置于乙醇中超声清洗5‑30min，随后冷风吹干；S4将步骤S3吹干后的不锈钢置于0.5~2mol/L的有机硅烷乙醇溶液中，在50~90℃温度下反应0.5~5h，随后取出，置于去离子水中超声清洗0.5~2h；S5将处理后的不锈钢置于烘箱中，在80~130℃温度下保温烘干10~30min,得到超疏水彩色不锈钢。本发明的优点在于工艺简单，易操作，无污染，易于工业化大规模生产等优点。

技术领域

本申请涉及材料表面改性领域，特别是一种利用数控激光在不锈钢表面生成彩色超疏水涂层的方法。

背景技术

不锈钢制品是人们日常生活中不可或缺的工具或材料。随着生活水平的提升，人们对不锈钢产品的功能、外观特色、艺术气质等提出了更高的要求。传统的镜面、磨砂、或者是拉丝外观的不锈钢制品，难以给人亲近温柔的感觉。表面着色技术在维持了不锈钢原有的优异特性的同时，显著提升耐化学腐蚀、抗老化等诸多性能，并且在外观装饰效果上也展现出其艺术的一面，符合现代人对产品的追求。传统的着色工艺有刷漆、钝化及电化学氧化等。工艺复杂，成本居高不下、环境污染严重等一系列问题限制了彩色不锈钢大规模的推广。

激光着色是一种新兴的技术，其基本原理是以激光为热源，在空气或氧气环境下照射不锈钢，诱导表面生成一层氧化膜而呈现各种颜色。这种表面着色工艺具有无污染、工序简单、高效自动化和高精度加工的优势，在不锈钢表面着色应用领域具有广阔的市场潜力。

专利CN 101775570 A 采用一种激光氧化着色制备大面积高性能的彩色不锈钢，制得的大面积彩色膜层比较稳定，色彩丰富，重现性好，硬度高，耐磨性好，并且工艺简单、易操作，无污染，适合大规模批量生产。实用新型专利CN 206614933 U 公开了一种用于制备彩色不锈钢的激光着色装置，利用该装置制取彩色不锈钢可以解决传统着色工艺中存在的环境污染问题。

发明内容

本发明的目的不仅提升不锈钢装饰表面的多样性，还提升彩色不锈钢的超疏水耐污性能，从而提高不锈钢的性能与附加值；且具有工艺简单，易操作，无污染，易于工业化大规模生产等优点。

本申请实施例公开了一种利用数控激光在不锈钢表面生成彩色超疏水涂层的方法，依次包括如下步骤：

S1将不锈钢置于去离子水中超声清洗5-20min，然后置于乙醇中超声清洗5-20min，随后冷风吹干；

S2将步骤S1处理后的不锈钢置于激光加工平台，采用激光加工系统对不锈钢表面进行着色加工；

S3将着色加工后的不锈钢置于乙醇中超声清洗5-30min，随后冷风吹干；

S4将步骤S3吹干后的不锈钢置于0.5~2mol/L的有机硅烷乙醇溶液中，在50~90℃温度下反应0.5~5h，随后取出，置于去离子水中超声清洗0.5~2h；

S5将处理后的不锈钢置于烘箱中，在80~130℃温度下保温烘干10~30min,得到超疏水彩色不锈钢。

优选的，在上述的利用数控激光在不锈钢表面生成彩色超疏水涂层的方法中，所述激光加工系统是光纤激光器，激光动力为100W，冷却方式为水冷。

更优选的，在上述的利用数控激光在不锈钢表面生成彩色超疏水涂层的方法中，所述光纤激光器的激光头采用伺服系统控制三维方向，所述激光头运行速度为0.7m/s，线处理为0.09mm，连接误差为±0.01mm。