[发明专利]一种基于方波蚀刻的哑光型彩色超疏水不锈钢的制备方法

说明书

一种基于方波蚀刻的哑光型彩色超疏水不锈钢的制备方法，属于金属基材表面处理技术领域，包括以下步骤：（1）对不锈钢表面进行清洁处理；（2）将清洁后的不锈钢浸没于酸性溶液中，利用方波电流极化对不锈钢进行表面蚀刻；（3）调整电信号为方波电位信号，对蚀刻后的不锈钢进行电化学方波电位钝化着色处理；（4）将着色后的不锈钢从酸性溶液中取出，清洗后做表面疏水化处理，即得哑光型彩色超疏水不锈钢。本发明在同一酸性体系中通过调整电信号从而实现不换液先后完成不锈钢的蚀刻和着色，不仅操作方便，更重要的是，该法蚀刻和着色采用的是同一溶液，与传统的化学蚀刻后更换液体再进行电化学着色相比，废液量和废液处理难度大幅度降低，具有极为突出的节能环保价值。

技术领域

本发明属于金属基材表面处理技术领域，具体涉及一种基于方波蚀刻的哑光型彩色超疏水不锈钢的制备方法。

背景技术

彩色不锈钢具有良好的装饰效果，可应用于大型建筑装饰、电梯、五金家电、厨卫用具、橱柜、广告招牌、日常用品等，能够大幅提升不锈钢产品的附加值，具有明显的市场竞争优势。不锈钢着色膜是以铬和铁的氧化物为主要成分的氧化膜，通过氧化膜表层反射光线和金属/氧化膜界面反射光线产生某种波长光线的光干涉加强效应而呈现出色彩。但着色膜中主要成分金属氧化物属于高表面能物质，极易吸附灰尘、水分、油等污染物，影响其长期服役条件下的彩色效果、装饰特性以及耐蚀性。超疏水表面功能化处理可以赋予表面自清洁性能，抵抗外来污染物和腐蚀介质的吸附和铺展，从而长期有效地保持彩色不锈钢的装饰性能，提高抗腐蚀性，扩大应用场景。

目前超疏水不锈钢已有报道，彩色不锈钢也已广泛商用，但彩色超疏水不锈钢技术少见报道。现有相关专利主要基于化学蚀刻液对不锈钢表面进行化学腐蚀形成微纳米粗糙表面结构后，再置于着色液中进行着色，获得彩色表面最后经氟硅烷修饰获得彩色超疏水表面，步骤较为繁琐。化学蚀刻液中多采用盐酸，氢氟酸等挥发性酸加上腐蚀加速剂如FeCl₃构成，挥发酸雾会对人体产生毒害，并涉及化学蚀刻液单独的废液处理问题。另一方面化学蚀刻中化学腐蚀液对基底先进行表面氧化膜的化学腐蚀，进而对裸露出的基体进一步腐蚀，由于破坏了氧化膜从而降低了不锈钢基体的耐腐蚀性能，进而对在此基础上生成的着色膜的耐腐蚀性能产生负面影响。

基于上述技术问题，亟待开发一种蚀刻液及着色液成分简单、三废处理成本低，操作步骤简便，且对钝化膜破坏作用小的彩色超疏水不锈钢表面处理工艺。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于方波蚀刻的哑光型彩色超疏水不锈钢的制备方法。

基于上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于方波蚀刻的哑光型彩色超疏水不锈钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）对不锈钢表面进行清洁处理；

（2）将清洁后的不锈钢置于酸性溶液中，利用方波电流极化对不锈钢进行表面蚀刻；

（3）不换液体，调整电信号为方波电位信号，对蚀刻后的不锈钢进行方波电位钝化着色处理；

（4）将着色后的不锈钢从酸性溶液中取出，清洗后做表面疏水化处理，即得哑光型彩色超疏水不锈钢。

所述步骤（2）中，以不锈钢为工作电极、以惰性电极为对电极进行方波蚀刻，方波电流密度上限范围为80～110mA/cm²，电流密度下限范围为-90～-60mA/cm²；方波频率为10~100Hz，占空比为40～60%；蚀刻过程中酸性溶液温度控制在60～80℃。

所述步骤（2）中，方波蚀刻处理时长为20～35min。