[0027] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0028] 下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
[0029] 如图3所示,本发明实施例提供的超疏水彩色不锈钢表面的制备方法包括以下步骤:
[0030] S101:将不锈钢样品剪裁成所需要的形状,置于丙酮溶液中超声清洗,并使用热碱溶液除油,再由去离子水进行清洗,待用;
[0031] S102:将步骤一处理好的不锈钢样品置于65℃的酸液中作为工作电极,惰性电极为对电极,在合适的电流密度下进行恒电流直流阳极极化抛光,抛光一定时间达到所需要的平整度后取出,用去离子水冲洗干净,得到表面平整光亮的不锈钢表面;
[0032] S103:步骤二中处理好的不锈钢置于化学蚀刻液中进行一段时间的化学反应,在不锈钢表面制备得到微纳米结构的粗糙表面,取出用去离子水冲洗干净;
[0033] S104:配制硫酸溶液,在70℃的温度下,以惰性电极为对电极,不锈钢为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,对不锈钢进行交流电位电化学着色,通过控制反应时间以及交流电压的幅值、频率,占空比等参数,获得不同颜色的不锈钢表面;
[0034] S105:对获得的彩色不锈钢表面进行低表面能物质的组装吸附,然后高温加热30分钟,最终获得超疏水彩色不锈钢表面。
[0035] 下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。
[0036] 实施例1
[0037] 如图1所示,本发明实施例提供的不锈钢彩色超疏水自清洁表面的制备方法包括以下步骤:
[0038] 步骤一:将厚度为0.25mm的不锈钢板样品剪裁成1cm×10cm的条状,置于丙酮溶液中超声清洗,并使用热碱溶液除油,再由去离子水进行清洗;
[0039] 步骤二:不锈钢置于填充酸液(280g磷酸、100g硫酸,4滴丙三醇的混合液)的电解池中作为工作电极,以石墨电极为对电极,石墨和不锈钢平行正对放置,间距5cm,在65℃和0.2A/cm2的电流密度下进行直流恒电流阳极极化3min,抛光结束后用去离子水洗净;
[0040] 步骤三:将抛光后不锈钢试样置于盐酸和六水合三氯化铁的混合化学蚀刻液(按重量份数计,取20份浓度为38%的盐酸,20份六水合三氯化铁以及60份去离子水为原料混合而成)中,在25℃下进行60min的化学反应,反应完成后取出试片,去离子水冲洗表面黑色残渣,制备得到粗糙表面形貌;
[0041] 步骤四:将以上不锈钢试片置于质量分数为25%的硫酸溶液中,在70℃的温度下,以铂电极为对电极,不锈钢为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,对不锈钢进行方波交流电位电化学着色,高电压值取1V,低电压值取-0.25V,方波频率为0.1Hz,占空比为50%,着色时间为60min,获得褐色的不锈钢表面。
[0042] 步骤五:将获得的彩色不锈钢置于全氟三乙氧基硅烷的无水乙醇溶液(体积比:全氟三乙氧基硅烷/无水乙醇=1/50)中,浸泡3h后取出,无水乙醇淋洗,于120℃,湿度40%的电恒温烘箱中烘烤30min,最终获得彩色超疏水不锈钢表面,其表面测得的水接触角示意图如图1(a),表面微观结构的SEM扫描图如图2(a)。分子层厚度的氟硅烷在表面的修饰未影响表面颜色,最终获得的超疏水表面仍为褐色,用色差计随机读取表面三点求平均值,获得的着色膜亮度值L以及对应CIE(国际照明委员会)色度坐标值a和b分别如表1。
[0043] 实施例2
[0044] 如图1所示,本发明实施例提供的不锈钢彩色超疏水自清洁表面的制备方法包括以下步骤:
[0045] 步骤一:将厚度为0.25mm的不锈钢板样品剪裁成1cm×10cm的条状,置于丙酮溶液中超声清洗,并使用热碱溶液除油,再由去离子水进行清洗;
[0046] 步骤二:不锈钢置于填充酸液(285g磷酸、95g硫酸,5滴丙三醇)的电解池中作为工作电极,以石墨电极为对电极,石墨和不锈钢平行正对放置,间距5cm,在65℃和0.2A/cm2的电流密度下进行直流恒电流阳极极化3min,抛光结束后用去离子水洗净;
[0047] 步骤三:将抛光后不锈钢试样置于盐酸和六水合三氯化铁的混合化学蚀刻液(按重量份数计,取20份浓度为38%的盐酸,20份六水合三氯化铁以及60份去离子水为原料混合而成)中,在25℃下进行120min的化学反应,反应完成后取出试片,去离子水冲洗表面黑色残渣,制备得到粗糙表面形貌;
[0048] 步骤四:将以上不锈钢试片置于质量分数为25%的硫酸溶液中,在70℃的温度下,以铂电极为对电极,不锈钢为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,对不锈钢进行方波交流电位电化学着色,高电压值取1V,低电压值取0V,方波频率为0.1Hz,占空比为50%,着色时间为120min,获得卡其颜色的不锈钢表面。
[0049] 步骤五:将获得的彩色不锈钢置于全氟三乙氧基硅烷的无水乙醇溶液(体积比:全氟三乙氧基硅烷/无水乙醇=1/50)中,浸泡3h后取出,无水乙醇淋洗,于120℃,湿度40%的电恒温烘箱中烘烤30min,最终获得彩色超疏水不锈钢表面,其表面测得的水接触角示意图如图1(b),表面微观结构的SEM扫描图如图2(b)。分子层厚度的氟硅烷在表面的修饰未影响表面颜色,最终获得的超疏水表面仍为卡其色,用色差计随机读取表面三点求平均值,获得的着色膜亮度值L以及对应CIE(国际照明委员会)色度坐标值a和b分别如表1。
[0050] 实施例3
[0051] 如图1所示,本发明实施例提供的不锈钢彩色超疏水自清洁表面的制备方法包括以下步骤:
[0052] 步骤一:将厚度为0.25mm的不锈钢板样品剪裁成1cm×10cm的条状,置于丙酮溶液中超声清洗,并使用热碱溶液除油,再由去离子水进行清洗;
[0053] 步骤二:不锈钢置于填充酸液(275g磷酸、105g硫酸、4滴丙三醇)的电解池中作为工作电极,以石墨电极为对电极,石墨和不锈钢平行正对放置,间距5cm,在65℃和0.3A/cm2的电流密度下进行直流恒电流阳极极化3min,抛光结束后用去离子水洗净;
[0054] 步骤三:将抛光后不锈钢试样置于盐酸和六水合三氯化铁的混合化学蚀刻液(按重量份数计,取10份浓度为38%的盐酸,10份六水合三氯化铁以及80份去离子水为原料混合而成)中,于35℃下进行120min的化学反应,反应完成后取出试片,去离子水冲洗表面黑色残渣,制备得到粗糙表面形貌;
[0055] 步骤四:将以上不锈钢试片置于质量分数为25%的硫酸溶液中,在70℃的温度下,以铂电极为对电极,不锈钢为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,对不锈钢进行方波交流电位电化学着色,高电压值取1V,低电压值取0V,方波频率为0.1Hz,占空比为50%,着色时间为120min,获得米金色的不锈钢表面。
[0056] 步骤五:将获得的彩色不锈钢置于全氟三乙氧基硅烷的无水乙醇溶液(体积比:全氟三乙氧基硅烷/无水乙醇=1/50)中,浸泡3h后取出,无水乙醇淋洗,于120℃,湿度40%的电恒温烘箱中烘烤30min,最终获得彩色超疏水不锈钢表面,其表面水的接触角示意图如图1(c),表面微观SEM扫描图如图2(c)。分子层厚度的氟硅烷在表面的修饰未影响表面颜色,最终获得的超疏水表面仍为米金色,用色差计随机读取表面三点求平均值,得的着色膜亮度值L以及对应CIE(国际照明委员会)色度坐标值a和b分别如表1。
[0057] 实施例4
[0058] 如图1所示,本发明实施例提供的不锈钢彩色超疏水自清洁表面的制备方法包括以下步骤:
[0059] 步骤一:将厚度为0.25mm的不锈钢板样品剪裁成1cm×10cm的条状,置于丙酮溶液中超声清洗,并使用热碱溶液除油,再由去离子水进行清洗;
[0060] 步骤二:不锈钢置于填充酸液(290g磷酸、90g硫酸、5滴丙三醇)的电解池中作为工2
作电极,以石墨电极为对电极,石墨和不锈钢平行正对放置,间距5cm,在65℃和0.2A/cm的电流密度下进行直流恒电流阳极极化5min,抛光结束后用去离子水洗净晾干;
[0061] 步骤三:将抛光后不锈钢试样置于盐酸和六水合三氯化铁的混合化学蚀刻液(即按重量份数计,取10份浓度为38%的盐酸、10份六水合三氯化铁以及80份去离子水为原料混合而成)中,于35℃下进行60min的化学反应,反应完成后取出试片,去离子水冲洗表面黑色残渣,制备得到粗糙表面形貌;
[0062] 步骤四:将以上不锈钢试片置于质量分数为25%的硫酸溶液中,在70℃的温度下,以铂电极为对电极,不锈钢为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,对不锈钢进行方波交流电位电化学着色,高电压值取1V,低电压值取-0.25V,方波频率为0.1Hz,占空比为50%,着色时间为60min,获得棕色的不锈钢面。
[0063] 步骤五:将获得的彩色不锈钢置于全氟三乙氧基硅烷的无水乙醇溶液(体积比:全氟三乙氧基硅烷/无水乙醇=1/50)中,浸泡3h后取出,无水乙醇淋洗,于120℃,湿度40%的电恒温烘箱中烘烤30min,最终获得彩色超疏水不锈钢表面,其表面测得的水接触角示意图如图1(d),表面微观结构的SEM扫描图如图2(d)。分子层厚度的氟硅烷在表面的修饰未影响表面颜色,最终获得的超疏水表面仍为棕色,用色差计随机读取表面三点求平均值,得的着色膜亮度值L以及对应CIE(国际照明委员会)色度坐标值a和b分别如表1。
[0064] 表1:
[0065]
[0066] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,但不仅限于上述实例,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。