[发明专利]一种具有超疏水自洁净功能的金属板材的制备方法

说明书

本发明属于金属基材表面改性技术领域，公开了一种具有超疏水自洁净功能的金属板材的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：取金属板材进行脱脂，除锈，表面调节，然后磷化处理，水洗，烘干，涂抹超疏水涂料形成超疏水涂层；所述磷化处理是采用锌系磷化溶液进行处理，所述锌系磷化溶液由磷酸和锌盐配制而成。所述制备方法，能够应用于铁制品材料，制得的超疏水自洁净表面的疏水角达156°；同时，所述制备方法能够有效提高超疏水涂层与金属板材之间的附着力，经过脱落ISO等级测试，其脱落率低至5％，属于1级。

技术领域

本发明属于金属基材表面改性技术领域，具体涉及一种具有超疏水自洁净功能的金属板材的制备方法。

背景技术

材料表面的自洁净性是材料表面具备的独特物理化学特性，即材料表面无需人工清洗，利用自然环境中的雨水、风能等便能达到持久洁净的效果。自洁净料又分为超亲水和超疏水两种类型，在超亲水性表面上，小水滴会迅速铺展形成均匀水膜；超疏水性表面定义为与水的静态接触角大于150°，滚动角小于10°。具备超疏水性的材料表面与水的接触面积非常小，会产生自由滚动的现象。当超疏水性表面倾斜一定角度时，水滴会因重力作用而滚动离开，并利用自身表面张力粘附带走材料表面上沉积的灰尘等污垢，从而保持材料表面的洁净。理论上超疏水涂层需要具备两大要素：疏水性的材料和适当的粗糙结构。

材料表面的超疏水自洁净性可以有效地抑制材料表面的氧化、腐蚀、污染物附着、霜冻，减少材料表面电流传导等。因此，超疏水性能的应用范围越来越广泛，金属材料超疏水的制备越来越受到人们的关注。但目前对铝制品表面的超疏水修饰较多，未关注到铁制品材料，且现有技术中超疏水涂层与金属板材附着力差，易脱落，制作难度大，成本高。

因此，亟需提供一种具有超疏水自洁净功能的金属板材的制备方法，能够应用于铁制品材料，且超疏水涂层与金属板材附着力强。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有超疏水自洁净功能的金属板材的制备方法，能够应用于铁制品材料，且能够有效提高超疏水涂层与金属板材之间的附着力。

一种具有超疏水自洁净功能的金属板材的制备方法，包括以下步骤：取金属板材进行脱脂，除锈，表面调节，然后磷化处理，水洗，烘干，涂抹超疏水涂料形成超疏水涂层；所述磷化处理是采用锌系磷化溶液进行处理，所述锌系磷化溶液由磷酸和锌盐配制而成。

优选的，所述锌盐包括磷酸二氢锌、硝酸锌或磷酸锌中的至少两种。

进一步优选的，按质量浓计，所述锌系磷化溶液包括18％-25％的磷酸、25％-35％的磷酸二氢锌、25％-35％的硝酸锌和8％-12％的磷酸锌。其中溶剂为水。

优选的，所述磷化处理的温度为40-45℃，所述磷化处理的温度时间为5-10min。

优选的，所述金属板材为铁板或钢板。

优选的，所述脱脂过程是采用脱脂剂于30-50℃下处理20-60min；优选的，所述脱脂过程是采用脱脂剂于35-50℃下处理30-50min。

优选的，所述脱脂剂主要由苯并三氮唑、焦磷酸盐、氢氧化钠、钠盐、醇胺、羧钾基纤维素及其盐和壬基酚聚氧乙烯醚组成；进一步优选的，所述钠盐选自碳酸钠、氯化钠或葡萄糖酸钠中的至少一种。

优选的，按质量浓度计，所述脱脂剂包括：苯并三氮唑55％-75％、焦磷酸钾3％-6％、碳酸钠12％-15％、氢氧化钠5％-8％、葡萄糖酸钠4％-7％、三乙醇胺8％-10％、羧钾基纤维素钠0.1％-0.5％、壬基酚聚氧乙烯醚1％-3％、氯化钠1-3％，其中溶剂为水。

优选的，所述除锈过程是采用酸洗除锈；进一步优选的，所述除锈过程是采用10％-18％的盐酸溶液于20-30℃下酸洗10-30分钟，然后用水冲洗干净。