[0033] 以下通过具体的实施例对本发明做进一步详细说明。若未特别指明,实施例中所用的原料、化学试剂均为常规市售商品,所用的技术手段为本领域技术人员所公知的常规手段。
[0034] 实施例1:
[0035] 一种基于碱性电化学着色制备金黄色超疏水不锈钢的方法,包括以下步骤:
[0036] (1)对不锈钢表面进行清洁:将0.27mm厚的304不锈钢剪切为50×20mm的片条状,然后将不锈钢依次在丙酮、无水乙醇、去离子水中进行超声清洗,去除其表面的油污;
[0037] (2)将经步骤(1)处理后的不锈钢置于碱性着色液中,以不锈钢为工作电极,铂电极为对电极,汞/氧化汞电极(电解液为1mol/LKOH)为参比电极,在60℃对不锈钢进三角波电位着色,着色过程中对碱性着色液进行搅拌,搅拌速率为200rpm,着色完成后,经水洗、干燥,得到金黄色不锈钢(该金黄色不锈钢的照片见图2),用色差计随机读取表面三点求平均值,获得的金黄色不锈钢颜色的亮度值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;其中,所述碱性着色液为3mol/L氢氧化钠溶液;所述三角波电压范围为-1.4~0.7V(高压为0.7v,低压-1.4V);电位变化速率为50mV/s,三角波的循环次数为50次;
[0038] (3)向步骤(2)制得的金黄色不锈钢表面均匀喷涂一层纳米二氧化硅溶液(喷涂时间为3s),然后向喷涂过纳米二氧化硅溶液的金黄色不锈钢表面喷淋乙醇溶液(喷淋时间为3s),洗去未附着到金黄色不锈钢表面的纳米二氧化硅溶液,静置20s,再次喷涂纳米二氧化硅溶液(喷涂时间为3s),纳米二氧化硅溶液重复喷涂次数为6次;再向金黄色不锈钢表面均匀喷涂一层0.1mol/L十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液(喷涂时间为3s),然后向喷涂过十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液的金黄色不锈钢表面喷淋乙醇溶液(喷淋时间为3s),洗去未附着到金黄色不锈钢表面的十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液,静置20s,再次喷涂
0.1mol/L十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液(喷涂时间为3s),0.1mol/L十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液的重复喷涂次数为3次;喷涂完成后,将金黄色不锈钢在80℃固化70min,从而在金黄色不锈钢表面形成透明超疏水层,得到金黄色超疏水不锈钢;其中,所述喷涂为氮气高压喷涂,喷涂压力为0.15MPa。
[0039] 其中,步骤(3)中所述纳米二氧化硅溶液的制备方法为:取5ml正硅酸四乙酯(该正硅酸四乙酯为市售的分析纯试剂),然后向正硅酸四乙酯中依次加入90ml无水乙醇、2.35ml去离子水和7.7ml NH3含量为28%的氨水,搅拌共混20h,即得纳米二氧化硅溶液。
[0040] 本实施例制备的金黄色超疏水不锈钢表面的静态水接触角测试照片见图3,滚动角测试照片见图4,疏水效果图见图5。
[0041] 实施例2:
[0042] 一种基于碱性电化学着色制备紫色超疏水不锈钢的方法,包括以下步骤:
[0043] (1)对不锈钢表面进行清洁:将0.27mm厚的304不锈钢剪切为50×20mm的片条状,然后将不锈钢依次在丙酮、无水乙醇、去离子水中进行超声清洗,去除其表面的油污;
[0044] (2)将经步骤(1)处理后的不锈钢置于碱性着色液中,以不锈钢为工作电极,铂电极为对电极,汞/氧化汞电极(电解液为1mol/LKOH)为参比电极,在60℃对不锈钢进三角波电位着色,着色过程中对碱性着色液进行磁力搅拌,搅拌速率为200rpm,着色完成后,经水洗、干燥,得到紫色不锈钢,用色差计随机读取表面三点求平均值,获得的紫色不锈钢颜色的亮度值L以及对应CIE(国际照明委员会)色度坐标值a和b分别列于表1;其中,所述碱性着色液为2mol/L氢氧化钠溶液;所述三角波电压范围为-1.4~0.7V(高压为0.7v,低压-1.4V);电位变化速率为100mV/s,三角波的循环次数为40次;
[0045] (3)向步骤(2)制得的紫色不锈钢表面均匀喷涂一层纳米二氧化硅溶液(喷涂时间为3s),然后向喷涂过纳米二氧化硅溶液的紫色不锈钢表面喷淋乙醇溶液(喷淋时间为3s),洗去未附着到紫色不锈钢表面的纳米二氧化硅溶液,静置25s,再次喷涂纳米二氧化硅溶液(喷涂时间为3s),纳米二氧化硅溶液重复喷涂次数为6次;再向紫色不锈钢表面均匀喷涂一层0.1mol/L十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液(喷涂时间为3s),然后向喷涂过十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液的紫色不锈钢表面喷淋乙醇溶液(喷淋时间为3s),洗去未附着到紫色不锈钢表面的十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液,静置25s,再次喷涂0.1mol/L十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液(喷涂时间为3s),0.1mol/L十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液的重复喷涂次数为3次;喷涂完成后,将紫色不锈钢在120℃固化30min,从而在紫色不锈钢表面形成透明超疏水层,得到紫色超疏水不锈钢;其中,所述喷涂为氮气高压喷涂,喷涂压力为0.15MPa。
[0046] 其中,步骤(3)中所述纳米二氧化硅溶液的制备方法为:取5ml正硅酸四乙酯(该正硅酸四乙酯为市售的分析纯试剂),然后向正硅酸四乙酯中依次加入90ml无水乙醇、2.35ml去离子水和7.7ml NH3含量为28%的氨水,搅拌共混20h,即得纳米二氧化硅溶液。
[0047] 本实施例制备的紫色超疏水不锈钢表面测得的静态水接触角、滚动角测试结果见表1。
[0048] 实施例3:
[0049] 一种基于碱性电化学着色制备绿色超疏水不锈钢的方法,包括以下步骤:
[0050] (1)对不锈钢表面进行清洁:将0.27mm厚的304不锈钢剪切为50×20mm的片条状,然后将不锈钢依次在丙酮、无水乙醇、去离子水中进行超声清洗,去除其表面的油污;
[0051] (2)将经步骤(1)处理后的不锈钢置于碱性着色液中,以不锈钢为工作电极,铂电极为对电极,汞/氧化汞电极(电解液为1mol/LKOH)为参比电极,在60℃对不锈钢进三角波电位着色,着色过程中对碱性着色液进行搅拌,搅拌速率为300rpm,着色完成后,经水洗、干燥,得到绿色不锈钢,用色差计随机读取表面三点求平均值,获得的绿色不锈钢颜色的亮度值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;其中,所述碱性着色液为氢氧化钠溶液,所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L;所述三角波电压范围为-1.3~0.6V(高压为0.6v,低压-1.3V);电位变化速率为100mV/s,三角波的循环次数为110次;
[0052] (3)向步骤(2)制得的绿色不锈钢表面均匀喷涂一层纳米二氧化硅溶液(喷涂时间为3s),然后向喷涂过纳米二氧化硅溶液的绿色不锈钢表面喷淋乙醇溶液(喷淋时间为3s),洗去未附着到绿色不锈钢表面的纳米二氧化硅溶液,静置30s,再次喷涂纳米二氧化硅溶液(喷涂时间为3s),纳米二氧化硅溶液重复喷涂次数为6次;再向绿色不锈钢表面均匀喷涂一层0.1mol/L十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液(喷涂时间为3s),然后向喷涂过十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液的绿色不锈钢表面喷淋乙醇溶液(喷淋时间为3s),洗去未附着到绿色不锈钢表面的十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液,静置30s,再次喷涂0.1mol/L十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液(喷涂时间为3s),0.1mol/L十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液的重复喷涂次数为3次;喷涂完成后,将绿色不锈钢在80℃固化70min,从而在绿色不锈钢表面形成透明超疏水层,得到绿色超疏水不锈钢;其中,所述喷涂为氮气高压喷涂,喷涂压力为0.15MPa。
[0053] 其中,步骤(3)中所述纳米二氧化硅溶液的制备方法为:取5ml正硅酸四乙酯(该正硅酸四乙酯为市售的分析纯试剂),然后向正硅酸四乙酯中依次加入90ml无水乙醇、2.35ml去离子水和7.7ml NH3含量为28%的氨水,搅拌共混20h,即得纳米二氧化硅溶液。
[0054] 本实施例制备的绿色超疏水不锈钢表面测得的静态水接触角、滚动角测试结果见表1。
[0055] 实施例4:
[0056] 一种基于碱性电化学着色制备深蓝色超疏水不锈钢的方法,包括以下步骤:
[0057] (1)对不锈钢表面进行清洁:将0.27mm厚的304不锈钢剪切为50×20mm的片条状,然后将不锈钢依次在丙酮、无水乙醇、去离子水中进行超声清洗,去除其表面的油污;
[0058] (2)将经步骤(1)处理后的不锈钢置于碱性着色液中,以不锈钢为工作电极,铂电极为对电极,汞/氧化汞电极(电解液为1mol/LKOH)为参比电极,在60℃对不锈钢进三角波电位着色,着色过程中对碱性着色液进行磁力搅拌,搅拌速率为100rpm,着色完成后,经水洗、干燥,得到深蓝色不锈钢,用色差计随机读取表面三点求平均值,获得的深蓝色不锈钢颜色的亮度值L以及对应CIE(国际照明委员会)色度坐标值a和b分别列于表1;其中,所述碱性着色液为1mol/L氢氧化钠溶液,所述三角波电压范围为-1.4~0.7V(高压为0.7v,低压-1.4V),电位变化速率为100mV/s,三角波的循环次数为50次;
[0059] (3)向步骤(2)制得的深蓝色不锈钢表面均匀喷涂一层纳米二氧化硅溶液(喷涂时间为3s),然后向喷涂过纳米二氧化硅溶液的深蓝色不锈钢表面喷淋乙醇溶液(喷淋时间为3s),洗去未附着到深蓝色不锈钢表面的纳米二氧化硅溶液,静置25s,再次喷涂纳米二氧化硅溶液(喷涂时间为3s),纳米二氧化硅溶液重复喷涂次数为6次;再向深蓝色不锈钢表面均匀喷涂一层0.1mol/L十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液(喷涂时间为3s),然后向喷涂过十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液的深蓝色不锈钢表面喷淋乙醇溶液(喷淋时间为3s),洗去未附着到深蓝色不锈钢表面的十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液,静置25s,再次喷涂
0.1mol/L十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液(喷涂时间为3s),0.1mol/L十三氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液的重复喷涂次数为3次;喷涂完成后,将深蓝色不锈钢在40℃固化120min,从而在深蓝色不锈钢表面形成透明超疏水层,得到深蓝色超疏水不锈钢;其中,所述喷涂为氮气高压喷涂,喷涂压力为0.15MPa。
[0060] 其中,步骤(3)中所述纳米二氧化硅溶液的制备方法为:取5ml正硅酸四乙酯(该正硅酸四乙酯为市售的分析纯试剂),然后向正硅酸四乙酯中依次加入90ml无水乙醇、2.35ml去离子水和7.7ml NH3含量为28%的氨水,搅拌共混20h,即得纳米二氧化硅溶液。本实施例制备的深蓝色超疏水不锈钢表面测得的静态水接触角、滚动角测试结果见表1。
[0061] 表1实施例1-4制备的彩色超疏水不锈钢表面测得的静态接触角、滚动角、亮度值(L*)以及CIE色系坐标值(a*,b*)
[0062]编号 颜色 颜色均匀性 L* a* b* 静态接触角 滚动角
实施例1 金黄色 均匀 80.83 3.58 41.11 150.078° 8°
实施例2 紫色 均匀 60.68 4.10 0.40 153.604° 9°
实施例3 绿色 均匀 79.97 -1.55 25.33 155.765° 7°
实施例4 深蓝色 均匀 63.90 -0.93 -2.77 151.494° 8°
[0063] 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。