[发明专利]一种镁合金表面疏水化复合处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金表面改性技术领域，特别是指一种利用微弧氧化与有机镀膜技术相结合的镁合金表面疏水化复合处理方法。

背景技术

浸润性是材料表面的重要特征，亲水性和疏水性则是表征材料表面浸润性的两个方面，是直接反映材料表面自由能的重要参数。材料表面润湿性(亲水性、疏水性)的改变，可以提高材料的表面性能，使得材料的使用范围得到拓展，在工农业生产及人们日常生活中都发挥着重要的作用。通过在镁合金表面实现亲-疏水转换，制备得到具有疏水或超疏水特性的功能膜层可以改善镁合金的表面特性，一方面可以防止镁合金由于氧、水和电子转移引起的电化学反应，抑制镁合金工件在潮湿的空气、含硫气氛和海洋大气中遭受严重的化学腐蚀，拓宽其应用领域；另一方面则可以对镁合金工件表面起到防污、防水、自清洁、减小水阻力、减小摩擦等功能，具有重要的实际应用价值。如可以应用于轻量化的镁合金精密产品中，对3C产品中的数码相机、手机、笔记本电脑等起着防腐与防污的作用，从而大大拓宽了镁合金的应用领域。

在金属表面制备疏水及超疏水膜层的方法很多，但关于利用微弧氧化技术与其它技术相结合在镁合金表面实现亲疏水转换制备疏水及超疏水膜层的处理方法并不多见。例如，中国发明专利申请号为200710078089.3，公开了一种镁合金超疏水表面的制备方法，它经过微弧氧化处理得到粗糙表面，然后在丙烯酸中处理，最后旋涂乙烯基聚二甲基硅氧烷进行表面修饰使其接触角大于150°，由于其微弧氧化后须经过化学腐蚀后续处理，工艺过程因此而较为复杂，又由于旋涂工艺得到的超疏水表面是依靠物理吸附或范德华力结合，超疏水表面的使用寿命受到限制。中国发明专利申请号为200710156490.4，公开了一种轻质金属超疏水表面的制备方法，它采用阳极氧化后经低温等离子体处理，最后通过浸泡化学修饰得到超疏水表面，其微弧氧化后须经过等离子处理，后续工艺过程也较为复杂，还由于该方法前处理是采用阳极氧化，其耐蚀性能相对微弧氧化为前处理来说，不够理想，另外，制备的超疏水表面仍是属于物理结合，超疏水表面的使用寿命同样受到限制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种在实现镁合金表面功能化得到疏水及超疏水膜层的同时，提高镁合金表面耐腐蚀性能的镁合金表面疏水化复合处理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种镁合金表面疏水化复合处理方法，该复合处理方法采用微弧氧化与有机镀膜技术相结合，具体包括以下步骤及工艺条件：

步骤一：微弧氧化制备微纳多孔超亲水表面

将经常规预处理后的镁合金工件在碱性复合电解液体系中进行微弧氧化处理，其电解液温度控制在30～50℃，微弧氧化处理时间为5～60min；经两电极同时成膜的镁合金工件获得微纳多孔超亲水表面；

所述微弧氧化采用交流恒压或交流步增恒压，电压为120～250V、频率为45～70Hz；

步骤二：有机镀膜疏水化处理

(2)配制有机镀膜电解质溶液

有机镀膜电解质溶液是由蒸馏水配置而成，含三嗪硫醇有机化合物盐0.1～20mmol/L、支持电解质0.01～10mol/L，

所述支持电解质是指NaOH或Na₂CO₃；

(2)有机镀膜

将微弧氧化处理后的镁合金工件，直接以三电极方式放入上述电解质溶液中进行有机镀膜，有机镀膜采用恒电流法或采用循环伏安法；有机镀膜后的镁合金工件放入干燥箱中干燥，即获得具有疏水耐蚀或超疏水耐蚀的功能膜层。

为了更好的实现本发明，所述微弧氧化碱性复合电解液体系为以蒸馏水或去离子水配置，体系含硅酸盐6～80g/L、碳酸盐10～45g/L、四硼酸盐5～20g/L、酒石酸盐5～25g/L、氢氧化钠1～10g/L、轻质氧化镁1～5g/L、三氧化二铝1～5g/L、表面活性剂聚乙二醇1～15g/L和三乙醇胺2～20mL/L或丙三醇2～20mL/L。

所述恒电流法有机镀膜，其工艺条件为电流密度为0.05～10mA/cm²，镀膜时间为5～90min，镀膜温度为室温；

所述循环伏安法有机镀膜，其工艺条件为循环扫描速率为1～50mV/s，循环次数为1～10次，镀膜温度为室温。

所述三嗪硫醇有机化合物盐为含硫醇基-SH或氟取代基团的三嗪硫醇有机化合物盐。