[发明专利]一种采用肥皂水溶液在铝基体表面沉积超疏水膜的方法

说明书

本发明的一种采用肥皂水溶液在铝基体表面沉积超疏水膜的方法。该方法步骤为：打磨铝基体，除去铝基体表面油污和氧化物至表面光滑；将处理后干净光滑铝板作为阴极，钛板作为阳极，在含有十二烷基苯磺酸钠、肥皂的电解质溶液中电沉积相应时间，干燥箱烘干后，得到超疏水膜。本发明具有工艺简单、成本低、疏水性好等特点。

技术领域：

本发明属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种采用肥皂水溶液在铝基体表面沉积超疏水膜的方法。

背景技术：

铝合金在民用工业用途十分广泛，但是其表面很容易被腐蚀，制约了其发展应用和推广，因此提高铝基体表面的抗腐蚀性是非常必要的。

超疏水表面一般是指与水的接触角大于150°，滚动角小于10°的表面。在金属上制备超疏水表面一般分为两步：首先在金属表面制备出粗糙的微纳米结构，然后再在粗糙的微纳米结构上修饰出一层低表面能的物质。根据Cassie-Baxter模型，液滴在粗糙表面上的接触是一种复合接触。在疏水膜上，粗糙凹槽不能够全部被液体占满，存在多余的气体，即固体与液体的接触面之间存在着一层空气垫。空气垫的存在可以有效隔开铝基体与外界环境，使氧化剂和腐蚀性阴离子无法接触到钝化膜，大大提高了铝及铝合金的耐腐蚀能力。

超疏水材料作为新型功能材料之一，在自然界中广泛存在，如荷叶、芋头叶、蝴蝶翅膀、水稻叶片等。由于其特有的自清洁性、防覆冰性、耐腐蚀性以及减阻等特性，所以超疏水膜一直都是科研工作者研究的热点话题。

另外，制备金属基体超疏水表面的方法还有溶胶-凝胶法、模板法和化学沉积法等，但大多疏水膜工艺复杂，其疏水性能不高，不利于工业上的广泛应用。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种铝基体表面肥皂水溶液沉积超疏水膜的方法，该方法操作简单、价格低廉、疏水性好。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种采用肥皂水溶液在铝基体表面沉积超疏水膜的方法，包括步骤如下：

(1)将铝基体经打磨光滑，并去离子水冲洗后，获得表面洁净铝基体；

(2)将表面洁净铝基体板作为阴极，钛板作为阳极，置于含有十二烷基苯磺酸钠的肥皂电解质水溶液中，对铝基体表面进行电沉积，所述电沉积电压为15～25V，反应温度为20～25℃，电沉积时间为20～30min，所述电解质水溶液中肥皂浓度为1～2g/L，十二烷基苯磺酸钠浓度为0.6～1g/L；

(3)对经电沉积后的铝基体进行干燥处理，制得具有超疏水膜的铝基体。

所述的步骤(1)中，铝基体为纯铝板或铝合金板，其中，所述的纯铝板包括1060铝板，所述的铝合金板为6061铝合金板或5052铝合金板。

所述的步骤(1)中，将铝基体用砂纸依次进行打磨，所述的砂纸型号依次为600#、800#、1200#和1600#。

所述的步骤(2)中，肥皂包括组分及质量百分含量为：R-COONa 54-65％，甘油20％，余量其他。

所述的步骤(3)中，干燥方式为：在干燥箱中恒温80℃干燥直至水分干燥完全。

所述的步骤(3)中，制备的具有超疏水膜的铝基体的表面接触角为151.8-154°。

本发明的有益效果：

(1)本发明的采用肥皂水溶液在铝基体表面沉积超疏水膜的方法，工艺简单、获得的超疏水膜疏水性好，且具有实际应用，在工业上具有良好发展前景。