[发明专利]一种提高铝基超疏水表面耐磨损性能的方法

说明书

本发明公开了一种提高铝基超疏水表面耐磨损性能的方法。先通过盐酸刻蚀铝基体表面产生细微结构，将刻蚀后的铝片在高锰酸钾溶液中浸泡氧化。通过喷涂的方式在铝基体表面覆盖混合纳米二氧化硅的硅树脂层，经过烘干后即可制备出超疏水表面。所加工的铝基超疏水表面具有良好的超疏水性与耐磨损性。

技术领域

本发明涉及一种提高铝基超疏水表面耐磨损性能的方法。

背景技术

铝合金具有密度小，导电导热能力强，延展性能好等优势，将超疏水技术用于铝合金表面，可提高铝合金的耐腐蚀性，赋予自清洁性的等功能，进一步扩大铝合金使用范围。但制备的超疏水表面耐磨损性较差，使得使用寿命降低。因此，提高铝合金超疏水表面的耐磨损性是重要研究之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高铝基超疏水表面耐磨损性能的方法，制得的超疏水表面具有较好的耐磨损性，并且具有优良的耐腐蚀性能。

实现本发明的解决方案是，首先使用盐酸草酸混合溶液对铝基体进行处理，再经过高锰酸钾氧化处理后喷涂甲基硅树脂与纳米二氧化硅的混合液体，烘干后即可制备出铝基耐磨超疏水表面。具体步骤如下：

步骤1：将铝合金裁成2cm×2cm大小的铝片，将裁剪后的铝片在600目砂纸上打磨至表面光滑，将打磨后的铝片在去离子水中超声清洗15分钟后在室温下干燥30min。配置浓度为1mol/L的盐酸溶液100mL，0.08mol/L的草酸溶液100mL，将上述溶液混合。将打磨后的铝片放入混合溶液中，反应15h，将反应完成的铝片用去离子水冲洗后再室温下干燥30min。将干燥后的铝片放入0.1mol/L的高锰酸钾溶液中氧化30min后取出，使用去离子水冲洗，放入烘箱中，在80℃下干燥1-1.5h。

步骤2：称取30mL去离子水，30mL无水乙醇在250mL的烧杯中混合，称取2g纳米二氧化硅放入上述混合液体。再称取0.2g γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，倒入上述混合溶液中，使用冰醋酸调节pH为4，在60℃下反应2h。将反应后的混合液体在10000r/min下离心得到处理后的纳米二氧化硅。将得到的纳米二氧化硅在80℃下干燥24h。充分研磨后备用。

步骤3：称取2g甲基硅树脂，放置在100mL烧杯中，称取5g环己烷倒入有甲基硅树脂的烧杯中，超声分散5min。称取0.012g改性后的纳米二氧化硅，放入上述甲基硅树脂溶液中，超声分散15min。

步骤4：将步骤3中混合液体加入喷枪中，喷嘴直径为0.8mm，设置气压为0.2MPa。将步骤1处理的铝片水平放置，喷枪与水平线呈45°角进行喷涂，喷涂时间为1s。将喷涂后的铝片放入烘箱，设置烘箱温度为250℃，时间为30min。

在2.5KPa的压力下，将制备的超疏水铝片在600目砂纸拖动测试其耐磨损性能。制备的超疏水表面在上述条件下磨损1m后接触角为151°，在磨损20次后，接触角为142°。表明制备的铝合金耐磨损超疏水表面在一定条件下表现出良好的耐磨损性能。

附图说明

图1是本发明微观结构图。