金属表面超疏水有机纳米薄膜的制备方法

摘要

本发明涉及金属表面处理和改性技术领域，特别是指一种于镁、铜或不锈钢金属表面，具有超疏水功能特性的有机纳米薄膜的制备方法。该制备方法采用化学刻蚀与有机镀膜相结合的制备方法，有机镀膜方式可选用恒电位法、恒电流或循环伏安法，镀膜时间为1～60min。本发明制造的致密有机纳米薄膜与蒸馏水的静态接触角大于150°，证实金属表面超疏水功能特性，可用于以大面积金属表面的超疏水改性，特别适用于以金属表面的防污、防锈，可用于微量液体无损耗运输，精密光学器件模具表面处理以增强脱模效果，拓宽金属材料的使用领域。本发明工艺简单、便于操作、效率高、制备周期短、设备要求低，成本低，厚度可控，易于工业化生产制备。

权利要求

1.金属表面超疏水有机纳米薄膜的制备方法，其特征在于：本发明采用化学刻蚀与有机镀膜相结合的制备方法，其具体步骤及其工艺条件如下：步骤一：配制有机镀膜电解质溶液

选取水溶性含氟三氮杂嗪类有机化合物盐0.5～10mmol/l、碱性支持电解盐0.05～

10mol/l，配制成有机镀膜用电解质溶液；

步骤二：化学刻蚀

对金属表面进行去脂清洗后，进行化学刻蚀至金属表面粗糙，化学刻蚀主要参数为：化学刻蚀剂：HNO3、HF、HCl、H2O2、H2CO3、CH3CH2COOH或H2SO4其中一种或任意两种的混合物，所述任意两种化学刻蚀剂的混合物的混合比为1～0.1∶0.1～1；

化学刻蚀剂浓度范围为0.01～15mol/l，刻蚀时间为0.017～20min，

刻蚀温度为5～30℃；

步骤三：有机镀膜

(1)将化学刻蚀后的金属放入步骤一配制的电解质溶液中有机镀膜，水溶性含氟三氮杂嗪类有机化合物盐具体结构为：结构中的M1、M2均为下列原子之一：锂、钠、钾、氢，R1为下列功能基团之一：

CF3C6H4-，C4F9C6H4-，C8F17C6H4-，C8F17CH2CH2-，C4F9CH＝CHCH2-，C6F13CH＝CHCH2-，C8F17CH2CH(OH)CH2-，C10F21CH2CH(OH)CH2；

R2为下列功能基团之一：

C8F17C6H4-，C4F9CH2-，C6F13CH2-，C8F17CH2-，C10F21CH2CH2CH2-，C4F9CH＝CHCH2-，CH2＝CHCH2-，C4F9CH2CH(OH)CH2-，C8F17CH2CH(OH)CH2-；

(2)有机镀膜主要参数为：

镀膜方式为恒电位法、恒电流法或循环伏安法，镀膜时间为1～60min：采用恒电位法时，电压0.5～1.2V vs SCE，含氟三氮杂嗪类有机化合物盐与碱性支持电解盐的具体匹配关系如下：①选用的三氮杂嗪类化合物单体结构中R1为C4F9C6H4-、R2为C4F9CH＝CHCH2-，与之相匹配的碱性支持电解盐为硝酸钠和磷酸钠的混合物；

②选用的三氮杂嗪类化合物单体结构中R1为C8F17C6H4-、R2为C4F9CH2-，与之相匹配的碱性支持电解盐为硝酸钠；

③选用的三氮杂嗪类化合物单体结构中R1为C6F13CH＝CHCH2-、R2为C8F17CH2CH(OH)CH2-时，与之相匹配的碱性支持电解盐为亚硼酸钠；

2

采用恒电流法时，电流密度为0.05～20mA/cm，含氟三氮杂嗪类有机化合物盐与碱性支持电解盐的具体匹配关系如下：①选用的三氮杂嗪类化合物单体结构中R1为C8F17CH2CH2-、R2为CH2＝CHCH2-时，与之相匹配的碱性支持电解盐为亚硝酸钠和亚硼酸钠的混合物；

②选用的三氮杂嗪类化合物单体结构中R1为C8F17CH2CH(OH)CH2-、R2为C6F13CH2-，与之相匹配的碱性支持电解盐为氢氧化钠和碳酸钾的混合物； 采用循环伏安法时，循环扫描速率为1～200mV/s，含氟三氮杂嗪类有机化合物盐与碱性支持电解盐的具体匹配关系如下：①选用的三氮杂嗪类化合物单体结构中R1为C4F9CH＝CHCH2-、R2为C10F21CH2CHCH2-时，与之相匹配的碱性支持电解盐为硝酸钠和磷酸钠的混合物，所述循环次数为10次；

②选用的三氮杂嗪类化合物单体结构中R1为CF3C6H4-、R2为C8F17CH2-时，与之相匹配的碱性支持电解盐为氢氧化钠和碳酸钾的混合物，所述循环次数为20次；

③选用的三氮杂嗪类化合物单体结构中R1为C10F21CH2CH(OH)CH2-、R2为C4F9CH2CH(OH)CH2-时，与之相匹配的碱性支持电解盐为硝酸钠，所述循环次数为1次。

2.根据权利要求1所述的一种金属表面超疏水有机纳米薄膜的制备方法，其特征在于：该方法所述金属表面是指镁、铜、不锈钢表面。

说明书

金属表面超疏水有机纳米薄膜的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及金属表面处理和改性技术领域，特别是指一种于镁、铜或不锈钢金属表面，具有超疏水功能特性的有机纳米薄膜的制备方法。

背景技术

[0002] 随着微电子、计算机、微机械等领域不断发展，金属表面性能要求越来越高，金属镁、铜、不锈钢在人类生产生活中起着极其重要的作用。在材料表面性能当中，浸润性是一个重要特征，在浸润性中超疏水性能得到了人们的广泛关注。超疏水性能是指表面与水滴的接触角大于150°时，且具有防水、防雾、抗氧化、自清洁等重要特点。超疏水表面用于金属材料上，可以起到自清洁、抑制表面腐蚀和表面氧化以及降低摩擦因数的效果，金属超疏水表面用于微流体装置中，可以实现对流体的低阻力、无漏损传送。因此能够广泛应用于防水、防污染、抗氧化以及防止电流传导等方面。通过不同的表面改性方法使金属表面具有超疏水性能对其应用有着重要的意义。

[0003] 目前，在金属表面制备超疏水薄膜方面已经取得了很大的进展，许多金属表面超疏水制备方法已经报道包括激光微加工法、喷砂-洗砂法、自组装法、化学气相沉积法、物理吸附法、模板挤压法等。归纳上述方法，可分为以下几种：(1)增大疏水材料表面的粗糙度；(2)降低表面粗糙材料的表面自由能；(3)增大表面粗糙度和降低表面自由能两种方法的结合。

[0004] 中国发明专利申请号为200610038572.4，公开了一种通过增大表面粗糙度和降低表面自由能相结合的方法制备超疏水表面，它先利用喷砂法，在高压空气流将不同目数的砂丸通过喷枪对金属表面进行喷砂处理制造出金属粗糙表面来改变其表面形貌，然后在其表面涂覆低表面能物质，从而改变金属材料表面的润湿性，以获得疏水表面和超疏水表面。该方法主要是靠物理结合或涂覆来实现，其膜基结合力是靠分子间的范德华力，因此膜基结合力不强。中国科学院物理化学研究所Jun Liang等在Chemistry Letters，2007，36(3)：416-417首先经过微弧氧化过程处理得到粗糙表面，在乙烯基二甲基硅氧烷溶液中进行表面修饰，使其接触角达155±10°，该方法须微弧氧化及退火过程其工艺过程较为复杂。中国发明专利申请号为200610043015.1利用十二烷基硫酸钠和氢氧化钠的溶液制造出粗糙表面，然后用自组装方法在金属铜表面经过2天以上的自组装反应过程来构筑超疏水表面。江雷课题组(Liu Kesong等在Applied Physics Letters，2008，183103-1-3)利用化学刻蚀和表面自组装氟化的方法在镁合金表面制备了超疏水表面，然而表面氟化的过程耗时，需要将金属试样浸入到1.0wt.％十三氟辛基三乙氧基硅烷的酒精溶液中，室温下浸泡12h后取出，再在烘箱中100℃下加热2h，得到镁合金表面超疏水性能。这两种运用化学方法粗糙金属表面再对金属粗糙表面进行低表面能修饰的方法虽然操作过程简单，但周期较长，效率较低，为此大规模的工业运用及推广较为困难。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于克服现有金属表面超疏水薄膜制备技术的不足之处，提出一种特别适用于镁、铜、不锈钢表面的，简便、快速、低成本的且适用于工业化生产的金属表面超疏水有机纳米薄膜的制备方法。

[0006] 本发明的目的是通过以下措施来实现的：

[0007] 本发明的金属表面超疏水有机纳米薄膜的制备方法，采用化学刻蚀与有机镀膜相结合的制备方法，其具体步骤及其工艺条件如下：

[0008] 步骤一：配制有机镀膜电解质溶液

[0009] 选取水溶性含氟三氮杂嗪类有机化合物盐0.5～10mmol/l、碱性支持电解盐0.05～10mol/l，配制成有机镀膜用电解质溶液；

[0010] 步骤二：化学刻蚀

[0011] 对金属表面进行去脂清洗后，进行化学刻蚀至金属表面粗糙，化学刻蚀主要参数为：

[0012] 化学刻蚀剂优选：HNO3、HF、HCl、H2O2、H2CO3、CH3CH2COOH或H2SO4其中一种或任意两种的混合物，

[0013] 化学刻蚀剂浓度范围为0.01～15mol/l，

[0014] 刻蚀时间为0.017～20min，

[0015] 刻蚀温度为5～30℃；

[0016] 步骤三：有机镀膜

[0017] 将经化学刻蚀后的金属放入步骤一配制的电解质溶液中有机镀膜，有机镀膜主要参数为：

[0018] 镀膜方式为恒电位法、恒电流或循环伏安法，

[0019] 镀膜时间为1～60min，

[0020] 采用恒电位法时，电压0.5～1.2V vs SCE，

[0021] 采用恒电流法时，电流密度为0.05～20mA/cm2，

[0022] 采用循环伏安法时，循环扫描速率为1～200mV/s，循环次数为1～2次；

[0023] 在金属表面制备出一层具有超疏水功能特性、致密的有机纳米薄膜。

[0024] 所述任意两种化学刻蚀剂的混合物的混合比为1～0.1∶0.1～1。

[0025] 所述电解质溶液所用的含氟功能基团的三氮杂嗪类有机化合物单体，其具体结构如下：

[0026]

[0027] 结构中的R1为下列功能基团之一：

[0028] 全氟芳基类：

[0029] CF3C6H4-，C4F9C6H4-，C6F13C6H4-，C8F17C6H4-，C10F21C6H4-；

[0030] 全氟烷基类：

[0031] C4F9CH2-，C6F13CH2-，C8F17CH2-，C10F21CH2-，C4F9CH2CH2-，C6F13CH2CH2-，C8F17CH2CH2-，C8F17CH2CH2CH2-，C8F17CH2CH2CH2CH2-，C8F17C5H10-，C10F21CH2CH2-，C10F21CH2CH2CH2-；

[0032] 全氟烯基类：

[0033] C4F9CH2＝CHCH2-，C6F13CH2＝CHCH2-，C8F17CH2＝CHCH2-，C10F21CH2＝CHCH2-；

[0034] 全氟醇羟基类：

[0035] C4F9CH2CH(OH)CH2-，C6F13CH2CH(OH)CH2-，C6F13CH2CH(OH)CH2-，C8F17CH2CH(OH)CH2-，C10F21CH2CH(OH)CH2；

[0036] 全氟醚基类：

[0037] C9F17OC6H4-，C6F11OC6H4-；

[0038] 结构中的R2为下列功能基团之一：

[0039] 全氟芳基类：

[0040] CF3C6H4-，C4F9C6H4-，C6F13C6H4-，C8F17C6H4-，C10F21C6H4-；

[0041] 全氟烷基类：

[0042] C4F9CH2-，C6F13CH2-，C8F17CH2-，C10F21CH2-，C4F9CH2CH2-，C6F13CH2CH2-，C8F17CH2CH2-，C8F17CH2CH2CH2-，C8F17CH2CH2CH2CH2-，C8F17C5H10-，C10F21CH2CH2-，C10F21CH2CH2CH2-；

[0043] 全氟烯基类：

[0044] C4F9CH2＝CHCH2-，C6F13CH2＝CHCH2-，C8F17CH2＝CHCH2-，C10F21CH2＝CHCH2-；

[0045] 全氟醇羟基类：

[0046] C4F9CH2CH(OH)CH2-，C6F13CH2CH(OH)CH2-，C6F13CH2CH(OH)CH2-，C8F17CH2CH(OH)CH2-，C10F21CH2CH(OH)CH2；

[0047] 稀基类：CH2＝CHCH2-，CH2＝CH(CH2)8-，CH2＝CH(CH2)9-；

[0048] 结构中的M1、M2均为下列原子之一：锂、钠、钾、氢。

[0049] 所述电解质溶液中所用的碱性支持电解盐优选碳酸钠、硝酸钠、氢氧化钠、亚硝酸钠、硼酸钠、亚硼酸钠、碳酸钾、硝酸钾、氢氧化钾其中一种或两种的混合物。

[0050] 上述方法所述金属表面是指镁、铜、不锈钢表面。

[0051] 本发明与现有技术相比，具有如下突出的优点和效果：

[0052] 1、本发明利用化学刻蚀与有机镀膜相结合的方法在金属表面制造出微纳复合结构薄膜，该薄膜与蒸馏水的静态接触角大于150°，证实金属表面超疏水功能特性。可适用于以金属表面的防污、防锈，可用于微量液体无损耗运输，精密光学器件模具表面处理以增强脱模效果，拓宽金属材料的使用领域。

[0053] 2、本发明有机镀膜中采用含氟功能基团的三氮杂嗪类有机化合物，通过该类有机化合物单体中所含的功能基团与金属镁、铜、不锈钢化学反应后共价键相结合；通过化学聚合反应，使该有机薄膜生长致密有序且膜基结合紧密。从而得到具有超疏水功能特性、致密的有机纳米薄膜。

[0054] 3、本发明的制备方法工艺简单、便于操作、效率高、制备周期短、设备要求低，成本低，厚度为10～120nm可控，可用于以大面积金属表面的超疏水改性，易于工业化生产制备。

[0055] 4、本发明涉及的镀液不含有对环境和人类身体健康有毒有害成分的特点，无毒无害无环境污染，属于环保型配方。

[0056] 附图说明

[0057] 图1为蒸馏水滴在本发明实施例一制备的镁合金AZ31表面超疏水有机纳米薄膜后表面静态接触角图片。

[0058] 图2为蒸馏水滴在本发明实施例二制备的纯铜表面超疏水有机纳米薄膜后表面静态接触角图片。

[0059] 图3为蒸馏水滴在本发明实施例三制备的不锈钢SUS304表面超疏水有机纳米薄膜后表面静态接触角图片。

具体实施方式

[0060] 通过如下实施例对本发明作进一步说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

[0061] 实施例一

[0062] 本实施例采用基板金属为牌号为AZ31的镁合金，尺寸为50×30×1.5(mm)，化学刻蚀与有机镀膜相结合的制备方法的具体步骤及其工艺条件如下：

[0063] 步骤一：配制有机镀膜电解质溶液

[0064]

[0065] 选取含有上述所示功能基团的水溶性三氮杂嗪类有机化合物盐0.5mmol/l、亚硼酸钠5mol/l和亚硝酸钠0.5mol/l混合配制成有机镀膜用电解质溶液；

[0066] 步骤二：化学刻蚀

[0067] 对金属表面进行去脂清洗后，进行化学刻蚀至金属表面粗糙，化学刻蚀主要工艺参数是：

[0068] 在制备超疏水性薄膜前进行化学刻蚀方法粗糙化，选用刻蚀剂为CH3CH2COOH，化学刻蚀剂浓度为0.01mol/l，刻蚀时间为20min，刻蚀温度为5℃；

[0069] 步骤三：有机镀膜

[0070] 有机镀膜采用恒电流法，其工艺参数为：电流密度为0.05mA/cm2，镀膜时间为10min；

[0071] 对处理后的镁合金AZ31表面进行蒸馏水接触角性能测试。测试结果如图1所示，本实施例制备的AZ31表面超疏水有机纳米薄膜后表面静态接触角图片，蒸馏水滴在AZ31表面的接触角达到160.0±0.1°，证明经处理后的AZ31表面具有超疏水功能特性。

[0072] 实施例二

[0073] 本实施例采用基板金属为纯铜片，尺寸为50×30×1.5(mm)，化学刻蚀与有机镀膜相结合的制备方法的具体步骤及其工艺条件如下：

[0074] 步骤一：配制有机镀膜电解质溶液

[0075]

[0076] 选取含有上述所示功能基团的水溶性三氮杂嗪类有机化合物盐2mmol/l、硝酸钠0.6mol/l和磷酸钠2mol/l混合配制成有机镀膜用电解质溶液；

[0077] 步骤二：化学刻蚀

[0078] 对金属表面进行去脂清洗后，进行化学刻蚀至金属表面粗糙，化学刻蚀主要工艺参数是：

[0079] 在制备超疏水性薄膜前进行化学刻蚀方法粗糙化，选用刻蚀剂是浓度为0.05mol/l的H2O2和浓度为0.1mol/l的H2SO4混合比为0.1∶1的混合试剂，刻蚀时间为5min，刻蚀温度为10℃；

[0080] 步骤三：有机镀膜

[0081] 有机镀膜采用恒电位法，其工艺参数为：电压为0.5V，镀膜时间为1min；

[0082] 对处理后的铜表面进行蒸馏水接触角性能测试。测试结果如图2所示，本实施例制备的铜表面超疏水有机纳米薄膜后表面静态接触角图片，蒸馏水滴在铜表面的接触角达到158.2±0.1°，证明经处理后的铜表面具有超疏水功能特性。

[0083] 实施例三

[0084] 本实施例采用基板金属为牌号为SUS304的不锈钢，尺寸为50×30×0.1(mm)，化学刻蚀与有机镀膜相结合的制备方法的具体步骤及其工艺条件如下：

[0085] 步骤一：配制有机镀膜电解质溶液

[0086]

[0087] 选取含有上述所示功能基团的水溶性三氮杂嗪类有机化合物盐5mmol/l，氢氧化钠0.05mol/l和碳酸钾0.1mol/l混合配制成有机镀膜用电解质溶液；

[0088] 步骤二：化学刻蚀

[0089] 对金属表面进行去脂清洗后，进行化学刻蚀至金属表面粗糙，化学刻蚀主要工艺参数是：

[0090] 在制备超疏水性薄膜前进行化学刻蚀方法粗糙化，选用刻蚀剂为5mol/l的H2O2，和1mol/l的HF，它们的混合比为0.5∶0.1的混合试剂，刻蚀时间为10min，刻蚀温度为15℃；

[0091] 步骤三：有机镀膜

[0092] 有机镀膜采用镀膜方式为恒电流法，其工艺参数为：电流密度为10mA/cm2，镀膜时间为30min；

[0093] 对处理后的不锈钢表面进行蒸馏水接触角性能测试。测试结果如图3所示，本实施例制备的不锈钢表面超疏水有机纳米薄膜后表面静态接触角图片，蒸馏水滴在不锈钢表面的接触角达到155.8±0.1°，证明经处理后的不锈钢表面具有超疏水功能特性。

[0094] 实施例四

[0095] 本实施例采用基板金属为牌号为AZ91的镁合金，尺寸为50×30×1.5(mm)，化学刻蚀与有机镀膜相结合的制备方法的具体步骤及其工艺条件如下：

[0096] 步骤一：配制有机镀膜电解质溶液

[0097]

[0098] 选取含有上述所示功能基团的水溶性三氮杂嗪类有机化合物盐8mmol/l、1mol/l碳酸钠，0.1mol/l氢氧化钾混合配制成有机镀膜用电解质溶液；

[0099] 步骤二：化学刻蚀

[0100] 对金属表面进行去脂清洗后，进行化学刻蚀至金属表面粗糙，化学刻蚀主要工艺参数是：

[0101] 在制备超疏水性薄膜前进行化学刻蚀方法粗糙化，选用刻蚀剂为选用刻蚀剂为浓度为3mol/l的选用刻蚀剂为H2CO3，，刻蚀时间为2min，刻蚀温度为20℃；

[0102] 步骤三：有机镀膜

[0103] 有机镀膜采用镀膜方式为恒电流法，其工艺参数为：电流密度为5mA/cm2，镀膜时间为15min；

[0104] 对处理后的AZ91表面进行蒸馏水接触角性能测试。测试结果表明，经处理后的AZ91表面具有超疏水功能特性，蒸馏水滴在AZ91表面的接触角达到157.0±0.1°。

[0105] 实施例五

[0106] 本实施例采用基板金属为牌号为SUS340的不锈钢，尺寸为50×30×0.1(mm)，化学刻蚀与有机镀膜相结合的制备方法的具体步骤及其工艺条件如下：

[0107] 步骤一：配制有机镀膜电解质溶液

[0108]

[0109] 选取含有上述所示功能基团的水溶性三氮杂嗪类有机化合物盐10mmol/l、10mol/l硝酸钠混合配制成有机镀膜用电解质溶液；

[0110] 步骤二：化学刻蚀

[0111] 对金属表面进行去脂清洗后，进行化学刻蚀至金属表面粗糙，化学刻蚀主要工艺参数是：

[0112] 在制备超疏水性薄膜前进行化学刻蚀方法粗糙化，选用浓度为5mol/l刻蚀剂HNO3，，刻蚀时间为1min，刻蚀温度为25℃；

[0113] 步骤三：有机镀膜

[0114] 有机镀膜采用镀膜方式为恒电位法，其工艺参数为：恒电位法，电压为1.2V，镀膜时间为2min；

[0115] 对处理后的不锈钢表面进行蒸馏水接触角性能测试。测试结果表明，经处理后的不锈钢表面具有超疏水功能特性，蒸馏水滴在不锈钢表面的接触角达到154.6±0.1°。

[0116] 实施例六

[0117] 本实施例采用基板金属为纯铜，尺寸为50×30×0.5(mm)，化学刻蚀与有机镀膜相结合的制备方法的具体步骤及其工艺条件如下：

[0118] 步骤一：配制有机镀膜电解质溶液

[0119]

[0120] 选取含有上述所示功能基团的水溶性三氮杂嗪类有机化合物盐1mmol/l，8mol/l亚硼酸钠混合配制成有机镀膜用电解质溶液；

[0121] 步骤二：化学刻蚀

[0122] 对金属表面进行去脂清洗后，进行化学刻蚀至金属表面粗糙，化学刻蚀主要工艺参数是：

[0123] 在制备超疏水性薄膜前进行化学刻蚀方法粗糙化，选用浓度为8mol/l刻蚀剂选用刻蚀剂为HCl，，刻蚀时间为0.5min；

[0124] 步骤三：有机镀膜

[0125] 有机镀膜采用镀膜方式为恒电位法，其工艺参数为：电压为0.8V，镀膜时间为5min，镀膜温度为30℃；

[0126] 对处理后的纯铜表面进行蒸馏水接触角性能测试。测试结果表明，经处理后的纯铜表面具有超疏水功能特性，蒸馏水滴在纯铜表面的接触角达到162.1±0.1°。

[0127] 实施例七

[0128] 本实施例采用基板金属为牌号为AZ31的镁合金，尺寸为50×30×1.5(mm)，化学刻蚀与有机镀膜相结合的制备方法的具体步骤及其工艺条件如下：

[0129] 步骤一：配制有机镀膜电解质溶液

[0130]

[0131] 选取含有上述所示功能基团的水溶性三氮杂嗪类有机化合物盐6mmol/l、0.05mol/l硝酸钠混合配制成有机镀膜用电解质溶液；

[0132] 步骤二：化学刻蚀

[0133] 对金属表面进行去脂清洗后，进行化学刻蚀至金属表面粗糙，化学刻蚀主要工艺参数是：

[0134] 在制备超疏水性薄膜前进行化学刻蚀方法粗糙化，选用浓度为15mol/l刻蚀剂H2SO4，刻蚀时间为0.017min，刻蚀温度为10℃；

[0135] 步骤三：有机镀膜

[0136] 有机镀膜采用镀膜方式为循环伏安法，其工艺参数为：镀膜方式为循环伏安法，扫描速率为1mV/s，循环扫描次数为1，镀膜温度为15℃；

[0137] 对处理后的AZ31镁合金表面进行蒸馏水接触角性能测试。测试结果表明，经处理后的AZ31表面具有超疏水功能特性，蒸馏水滴在AZ31表面的接触角达到158.0±0.1°。

[0138] 实施例八

[0139] 本实施例采用基板金属为纯铜，尺寸为50×30×0.5(mm)，化学刻蚀与有机镀膜相结合的制备方法的具体步骤及其工艺条件如下：

[0140] 步骤一：配制有机镀膜电解质溶液

[0141]

[0142] 选取含有上述所示功能基团的水溶性三氮杂嗪类有机化合物盐9mmol/l、6mol/l硝酸钠和0.8mol/l磷酸钠混合配制成有机镀膜用电解质溶液；

[0143] 步骤二：化学刻蚀

[0144] 对金属表面进行去脂清洗后，进行化学刻蚀至金属表面粗糙，化学刻蚀主要工艺参数是：

[0145] 在制备超疏水性薄膜前进行化学刻蚀方法粗糙化，选用浓度为12mol/lH2SO4，刻蚀时间为0.33s，刻蚀温度为20℃；

[0146] 步骤三：有机镀膜

[0147] 有机镀膜采用镀膜方式为循环伏安法，其工艺参数为：镀膜方式为循环伏安法，镀膜方式为循环伏安法，扫描速率为100mV/s，循环扫描次数为10；镀膜温度为10℃；

[0148] 对处理后的纯铜表面进行蒸馏水接触角性能测试。测试结果表明，经处理后的纯铜表面具有超疏水功能特性，蒸馏水滴在纯铜表面的接触角达到158.0±0.1°。

[0149] 实施例九

[0150] 本实施例采用基板金属为牌号为SUS304的不锈钢，尺寸为50×30×0.1(mm)，化学刻蚀与有机镀膜相结合的制备方法的具体步骤及其工艺条件如下：

[0151]

[0152] 选取含有上述所示功能基团的水溶性三氮杂嗪类有机化合物盐5mmol/l，0.05mol/l氢氧化钠，0.1mol/l碳酸钾混合配制成有机镀膜用电解质溶液；

[0153] 步骤二：化学刻蚀

[0154] 对金属表面进行去脂清洗后，进行化学刻蚀至金属表面粗糙，化学刻蚀主要工艺参数是：

[0155] 在制备超疏水性薄膜前进行化学刻蚀方法粗糙化，选用H2SO4，选用刻蚀剂浓度为0.5mol/l H2O2，和浓度为1mol/l HF混合比为1∶0.5的混合试剂，刻蚀时间为40s，刻蚀温度为30℃；

[0156] 步骤三：有机镀膜

[0157] 有机镀膜采用镀膜方式为循环伏安法，其工艺参数为：镀膜方式为循环伏安法，镀膜方式为循环伏安法，扫描速率为镀膜方式为循环伏安法，扫描速率为200mV/s，循环扫描次数为20，镀膜温度为10℃；

[0158] 对处理后的不锈钢表面进行蒸馏水接触角性能测试。测试结果表明，经处理后的不锈钢表面具有超疏水功能特性，蒸馏水滴在不锈钢表面的接触角达到156.3±0.1°。