本發(fā)明涉及材料，尤其涉及用于材料表面處理的復合鍍層及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、液滴在固體表面穩(wěn)定存在時會呈現(xiàn)不同的形貌，該形貌用接觸角(contactangle，ca)表示。接觸角是指在氣、液、固三相交點處所作的氣液界面的切線，此切線在液體一方的與固液交界線之間的夾角θ，其取值范圍為(0，180)，疏水的臨界接觸角值為90°，大于90°定義為疏水，接觸角越大表面疏水性能越好，接觸角大于150°的潤濕狀態(tài)定義為超疏水超疏水(superhydrophobic)。即靜態(tài)液滴傾向于在表面維持球狀。研究同時發(fā)現(xiàn)，僅以靜態(tài)接觸角大于150°還不足夠表征疏水性。于是引入了滾動角(sliding?angle，sa)表征親動態(tài)潤濕性，滾動角是指傾斜表面至液滴開始滾動的角度。目前文獻中普遍將ca>150°，sa＜10°的表面定義為超疏水表面。

2、靜態(tài)接觸角(ca)大于150°，且滑動角(sa)小于10°的超疏水表面因其優(yōu)異的防水、自清潔、防腐保護、防覆冰性能以及微流體特性，在界面應(yīng)用中起著重要作用。

3、受到自然界中超疏水現(xiàn)象(如荷葉，壁虎，玫瑰花瓣等)的啟發(fā)，多年的研究達成普遍共識，超疏水性能實現(xiàn)途徑為構(gòu)建超疏水表面，以經(jīng)典的wenzel和cassie模型總結(jié)，適當粗糙度和低表面能這兩個基本因素對于設(shè)計人造超疏水表面是必不可少：低表面能材料粗糙化和降低粗糙表面的表面能。一種是，通過表面微納米復合結(jié)構(gòu)改變粗糙度，獲得疏水性；另一種是與低表面能材料結(jié)合降低表面能。

4、廚衛(wèi)產(chǎn)品(比如花灑)在使用中與自來水、臟污、洗滌劑等親密接觸，表面易殘留污漬不易清潔，影響美觀且不利于抗腐蝕，對超疏水表面有現(xiàn)實需求。但不可避免的接觸會引起表面微納結(jié)構(gòu)的磨損，表面粗糙度輕微損傷都會導致疏水性能的大幅下降并失效。目前，廚衛(wèi)產(chǎn)品的超疏水表面主要采用粉末噴涂法來實現(xiàn)，涂噴涂技術(shù)所用顆粒大多為有色顆粒，這對于透明度要求較高的金屬表面、顏色表面很不適用。為廚衛(wèi)產(chǎn)品表面得到一種低折射率而高透光，同時又具備漫散射啞光狀態(tài)的超疏水微納結(jié)構(gòu)，又具有低表面能，從而使產(chǎn)品具備超疏水性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種超疏水啞光復合鍍層及其制備方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明公開了一種超疏水啞光復合鍍層，包括abs基材；所述abs基材的底層上表面依次電鍍有半光鎳層、珍珠鎳層和三價鉻層形成疏水結(jié)構(gòu)層；在真空條件下，所述abs基材的疏水結(jié)構(gòu)層表面上離子鍍膜形成10-20nm厚的二氧化硅層。

4、作為本發(fā)明的進一步限定，所述半光鎳層的原料成份包括如下組份：硫酸鎳niso4-6h2o濃度為260-340g/l、氯化鎳nicl-5h2o濃度為35-55g/l和硼酸h3bo3濃度為30-65g/l。

5、作為本發(fā)明的進一步限定，所述珍珠鎳層采用如下組分的電鍍液電鍍而成：硫酸鎳niso4-6h2o濃度為450-530g/l、氯化鎳nicl-5h2o濃度為25-55g/l、硼酸h3bo3濃度為30-50g/l、糖精鈉c7h4nnao3s濃度為90-110g/l、辛基酚聚乙烯醚濃度為15-40g/l。

6、作為本發(fā)明的進一步限定，所述三價鉻層的原料成份包括如下組份：丁炔二醇boz濃度為0.1-0.2g/l、硼酸h3bo3濃度為43-83g/l和濃度為11-31g/l的三價鉻離子。

7、作為本發(fā)明的進一步限定，所述二氧化硅層采用中頻磁控濺射純度為99.99％的硅靶鍍膜，頻率為40khz的中頻電源，以ar為濺射氣體，o2為反應(yīng)氣體。

8、本發(fā)明還公開了一種用于超疏水啞光復合鍍層的制備方法，應(yīng)用于上述的超疏水啞光復合鍍層，制備步驟包括：

9、s1.電鍍半光鎳層，在潔凈的abs基材上，進行電鍍半鎳光層；

10、s2.電鍍珍珠鎳層，在得到的半鎳光層上電鍍珍珠鎳層；

11、s3.電鍍?nèi)齼r鉻層，在得到的珍珠鎳層上進行三價鉻層電鍍處理；

12、s4.真空鍍膜，得到的清洗烘干后的abs基材的三價鉻層上，磁控濺射二氧化硅層。

13、作為本發(fā)明的進一步限定，所述三價鉻層的電鍍液包括：0.1-0.2g/l丁炔二醇boz，43-83g/l硼酸h3bo3和11-31g/l金屬鉻陽極電化學溶解，其工藝條件為：ph值2.4-3，溫度為30-40℃，電流密度2.5-4.5a/dm2，時間為950-1150s。

14、作為本發(fā)明的進一步限定，所述半鎳光層的電鍍液組份包括：硫酸鎳niso4-6h2o濃度260-340g/l、氯化鎳nicl-5h2o濃度35-55g/l和硼酸h3bo3濃度30-65g/l；其工藝條件為：工作時間為1100-1250s，ph范圍3.7-4.3，電流為1100a，電流密度2.5-4.5a/dm2。

15、作為本發(fā)明的進一步限定，所述珍珠鎳層的電鍍液組份包括：硫酸鎳niso4-6h2o濃度450-530g/l，氯化鎳nicl-5h2o濃度25-55g/l、硼酸h3bo3濃度30-50g/l，糖精鈉c7h4nnao3s濃度90-110g/l，辛基酚聚乙烯醚濃度15-40g/l，其工藝條件：電鍍時間為400-480s，ph值3.8-4.4，溫度為50℃-60℃，電流為1600a，電流密度2.5-4.5a/dm2。

16、作為本發(fā)明的進一步限定，將s4中電鍍處理的abs基材潔凈烘干后置于真空窒，當真空為1*10-3pa時，通入氬氣，將真空室的氣壓調(diào)節(jié)至2*10-3pa，脈沖偏壓為120v，占空比為20％，抽真空到1.0*10pa，濺射氣壓為1.2pa，用氬氣預濺射靶材表面10min以上，去除表面氧化物和其他雜質(zhì)，通入氧氣，濺射功率為0.8-2kw，氧氣流量為20-50sccm，氬氣流量為150-200sccm，濺射氣壓為0.6pa，濺射沉積時間為30-60mim，冷卻后時取出。

17、本發(fā)明超疏水啞光復合鍍層及其制備方法的有益效果：

18、abs基材的復合鍍層表面具有無數(shù)個類荷葉微納米圓形凹穴緊致重疊結(jié)構(gòu)，表面粗糙化對光折射效為漫反射狀態(tài)，高散光率，結(jié)構(gòu)接觸角ca>153°，滾動角sa<10°，濺射二氧化硅層為多面體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)離子晶體鍍層，介電常數(shù)>3.9，具有低表面能特性，具有超疏水性。二氧化硅層表面形貌光滑致密，耐磨擦，高透光率，可呈現(xiàn)為珍珠緞面顏色的啞光超疏水復合鍍層。

技術(shù)特征：

1.一種超疏水啞光復合鍍層，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水啞光復合鍍層，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超疏水啞光復合鍍層，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超疏水啞光復合鍍層，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超疏水啞光復合鍍層，其特征在于：

6.一種超疏水啞光復合鍍層的制備方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-5任一項所述的超疏水啞光復合鍍層，其特征在于，制備步驟包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出的一種超疏水啞光復合鍍層，包括：ABS基材；所述ABS基材的底層上表面依次電鍍有半光鎳層、珍珠鎳層和三價鉻層形成疏水結(jié)構(gòu)層；在真空條件下，所述ABS基材的疏水結(jié)構(gòu)層表面上離子鍍膜形成10?20nm厚的二氧化硅層。本發(fā)明的超疏水啞光復合鍍層及其制備方法，在ABS基材上通過電鍍形成底層和疏水結(jié)構(gòu)層，并在疏水結(jié)構(gòu)層表面通過真空離子鍍形成二氧化硅層，在ABS基材表面形成一種低折射率而高透光，同時又具備漫散射啞光狀態(tài)的超疏水微納結(jié)構(gòu)層，其復合鍍層具有低表面能，又具備超疏水性能。

技術(shù)研發(fā)人員：鄧宇伸
受保護的技術(shù)使用者：水伯格五金（深圳）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30