一种Ni-PTFE-SiC超疏水防腐涂层及其制备方法与流程

一种ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及超疏水涂层处理技术领域，尤其涉及一种ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层及其制备方法。


背景技术：

2.近年来，超疏水涂层在自清洁、油水分离、防腐、防冰防雾、减阻等领域显示出巨大的工业潜力，特别是在防腐蚀方面。世界范围内金属的腐蚀造成了严重的资源浪费、经济损失及安全隐患，而在金属基体表面制备超疏水涂层，可有效隔绝金属与腐蚀介质的接触，从而大大降低腐蚀速率。
3.但是，由于目前所制备的各种超疏水涂层普遍存在稳定性差的问题，阻碍了其工业应用的进程。超疏水涂层稳定性差的原因主要在于：目前各种制备工艺均依赖于利用低表面能物质对涂层进行表面修饰以使涂层获得超疏水性，这些物质易在使用过程中脱落；同时，超疏水表面在腐蚀介质的影响下，其表面结构及化学性质都会发生改变，使疏水性降低。中国发明专利cn 112030213 a公布了一种超疏水镍钨/碳化钨复合镀层，其中必须使用低表面能物质对镀层进行二次修饰才能使表面达到超疏水状态，且该超疏水表面的防腐效果未见说明。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层及其制备方法。本发明提供的ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层无需进行二次修饰，具有良好的疏水性，能够为基提供良好的防腐效果，与传统的二次修饰法制备的表面修饰型涂层相比，本发明的ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层还具有更好的机械稳定性和耐久性。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.一种ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：
7.将聚四氟乙烯纳米颗粒、sic纳米颗粒和镍基镀液混合，得到ni
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ptfe
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sic混合液；
8.以金属基体为阴极，以镍板为阳极，以所述ni
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ptfe
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sic混合液为镀液进行电沉积，在金属基体表面得到ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层。
9.优选的，所述镍基镀液的溶质包括硫酸镍、氯化镍、硼酸和氯化铵，溶剂为水；所述ni
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ptfe
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sic混合液中聚四氟乙烯纳米颗粒的浓度为14～18g/l，sic纳米颗粒的浓度为2～6g/l，硫酸镍的浓度为250～300g/l，氯化镍的浓度为40～50g/l，硼酸的浓度为35～45g/l，氯化铵的浓度为40～50g/l。
10.优选的，所述聚四氟乙烯纳米颗粒的平均粒度为0.7～0.9μm，所述sic纳米颗粒的平均粒度为0.5～0.7μm。
11.优选的，所述ni
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ptfe
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sic混合液中还包括分散剂，所述分散剂为十六烷基三甲基溴化铵；所述分散剂的用量为所述聚四氟乙烯纳米颗粒和sic纳米颗粒总质量的3％～5％。
12.优选的，所述电沉积的过程中，镀液的温度为50～60℃，ph值为3.5～4.5，所述阴
极和阳极的距离为5～6cm，所述阳极的面积大于阴极的面积。
13.优选的，所述电沉积在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为1200～1300r/min。
14.优选的，所述电沉积包括：依次进行第一电沉积和第二电沉积；所述第一电沉积的电流密度为3～7a/dm2，时间为10～20min，所述第二电沉积的电流密度为10～15a/dm2，时间为3～5min。
15.优选的，所述电沉积前，还包括对所述金属基体进行预处理；所述预处理包括依次进行的打磨、清洗、碱洗和酸洗。
16.本发明还提供了上述方案所述制备方法制备的ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层，具有微纳双尺度结构，包括镍金属层和嵌入所述镍金属层中的聚四氟乙烯纳米颗粒和sic纳米颗粒，镍金属层中的镍结晶吸附在所述聚四氟乙烯纳米颗粒和sic纳米颗粒上。
17.本发明提供了一种ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：将聚四氟乙烯纳米颗粒(ptfe)、sic纳米颗粒和镍基镀液混合，得到ni
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ptfe
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sic混合液；以金属基体为阴极，以镍板为阳极，以所述ni
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ptfe
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sic混合液为镀液进行电沉积，在金属基体表面得到ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层。本发明利用ptfe纳米颗粒的低表面能、自润滑性及sic纳米颗粒的高硬度、高耐磨性，通过电沉积使ptfe纳米颗粒和sic纳米颗粒直接嵌入镍基金属中，镍结晶吸附在ptfe纳米颗粒和sic纳米颗粒上，形成微纳双尺度结构，在不经二次修饰的情况下使涂层表面达到超疏水状态。本发明提供的制备方法步骤简单，成本低，过程易于控制，不收基体形状的限制。
18.进一步的，本发明采用两步电沉积法制备所述ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层，具体为先采用较低的电流密度进行第一电沉积，再利用较高的电流密度进行第二电沉积，采用两种不同的电流密度进行沉积，意味着两次电沉积驱动力大小不一致，从而使不同尺度大小的纳米颗粒充分沉积，有利于提高两种颗粒在涂层中的复合量，从而进一步提高所得涂层的疏水性。
19.本发明还提供了上述方案所述制备方法制备的ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层，包括镍基金属和嵌入镍基金属中的聚四氟乙烯纳米颗粒和sic纳米颗粒，镍结晶吸附在所述聚四氟乙烯纳米颗粒和sic纳米颗粒上，形成微纳双尺度结构。微纳双尺度结构间构成大量的微型孔隙，所述微型孔隙可以截留空气形成一层气垫，阻止水的渗入，使涂层具有良好的疏水性。本发明提供的ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层由于具备超疏水性能，因而可以有效隔绝腐蚀介质与金属基体接触，且涂层的主要成分金属镍，金属镍本身为一种耐腐蚀性金属，嵌入涂层中的ptfe和sic纳米颗粒也都具有良好的化学惰性，从而使ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层具有优异的耐腐蚀性。
20.此外，ptfe纳米颗粒具有较低的表面能，本发明利用ptfe纳米颗粒较低的表面能及涂层表面的微纳结构，使所得复合涂层在不经表面修饰的情况下达到超疏水状态，避免了表面修饰剂易脱落的弊端；由于避免了表面修饰，ptfe和sic纳米颗粒的化学稳定性强，ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层在腐蚀介质中具有良好的耐久性。此外，ptfe还具有较低的摩擦系数，sic具有较高的硬度和耐磨性，二者复合能够极大地提高ni
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ptfe
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sic超疏水涂层的机械稳定性。
附图说明
21.图1为本发明的ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层的立体示意图；
22.图2为本发明的ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层的平面示意图；
23.图3为实施例1中水滴在不同物质表面的润湿过程，其中(a1)～(a5)为ni，(b1)～(b5)为sic，(c1)～(c5)为ptfe；
24.图4为实施例2中加入不同表面活性剂时sic纳米颗粒的分散情况，其中(a)为sds，(b)为ctab，(c)为fc
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134；
25.图5为实施例3中ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层的接触角测量结果；
26.图6为实施例3中ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层的sem图，(a)
×
10000，(b)
×
40000；
27.图7为实施例3中ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层的eds图；
28.图8为实施例4中裸露碳钢基体、普通ni镀层及ni
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ptfe
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sic超疏水涂层的极化曲线图；
29.图9为实施例5中砂磨实验的示意图；
30.图10为实施例5中不同磨损距离下试样的静态接触角和滚动角，(a)为传统表面修饰型超疏水涂层，(b)为ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层；
31.图11是不同浸泡时间内试样的腐蚀形貌光学照片，(a1)～(a5)为传统表面修饰型超疏水涂层，(b1)～(b5)为ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层。
具体实施方式
32.本发明提供了一种ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：
33.将聚四氟乙烯纳米颗粒、sic纳米颗粒和镍基镀液混合，得到ni
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ptfe
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sic混合液；
34.以金属基体为阴极，以镍板为阳极，以所述ni
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ptfe
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sic混合液为镀液进行电沉积，在金属基体表面得到ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层。
35.本发明将聚四氟乙烯纳米颗粒、sic纳米颗粒和镍基镀液混合，得到ni
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ptfe
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sic混合液。在本发明中，所述聚四氟乙烯纳米颗粒的平均粒度优选为0.7～0.9μm；所述sic纳米颗粒的平均粒度优选为0.5～0.7μm；所述镍基镀液的溶质优选包括硫酸镍、氯化镍、硼酸和氯化铵，所述硫酸镍优选为六水硫酸镍，所述氯化镍优选为六水氯化镍，所述镍基镀液的溶剂优选为水，本发明对镍基镀液中各个组分的含量没有特殊要求，能够保证混合所得ni
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ptfe
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sic混合液中各个组分的浓度在要求范围内即可。
36.在本发明中，所述ni
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ptfe
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sic混合液中聚四氟乙烯纳米颗粒的浓度优选为14～18g/l，更优选为14～16g/l，进一步优选为14g/l，sic纳米颗粒的浓度优选为2～6g/l，更优选为4～6g/l，进一步优选为6g/l，硫酸镍的浓度优选为250～300g/l，更优选为250～280g/l，氯化镍的浓度优选为40～50g/l，更优选为40～45g/l，硼酸的浓度优选为35～45g/l，更优选为36～40g/l，氯化铵的浓度优选为40～50g/l，更优选为45～50g/l。
37.在本发明中，所述ni
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ptfe
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sic混合液中优选还包括分散剂，所述分散剂优选为十六烷基三甲基溴化铵；所述分散剂的用量优选为所述聚四氟乙烯和sic纳米颗粒总质量的3％～5％，更优选为3.5～4.5％。本发明通过加入分散剂提高纳米颗粒的分散性，避免纳米颗粒发生团聚，并且本发明优选以十六烷基三甲基溴化铵，能够通过空间位阻效应和静电排斥作用使纳米颗粒稳定分散在水溶液中，分散效果优于其他分散剂。
38.在本发明中，所述聚四氟乙烯、sic纳米颗粒和镍基镀液的混合过程优选包括：将ptfe纳米颗粒、sic纳米颗粒、分散剂和水混合，将所得混合体系依次进行超声分散和磁力搅拌，得到纳米颗粒分散液；将硫酸镍、氯化镍、硼酸和氯化铵溶解于水中，得到镍基镀液；将所述纳米颗粒分散液和镍基镀液混合，得到所述ni
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ptfe
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sic混合液。在本发明中，所述超声分散的时间优选为30min，所述磁力搅拌的时间优选为30min。
39.得到ni
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ptfe
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sic混合液后，本发明以金属基体为阴极，以镍板为阳极，以所述ni
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ptfe
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sic混合液为镀液进行电沉积，在金属基体表面得到ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层。本发明对所述金属基体的材质没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的金属基体即可，具体如钢基体。
40.在本发明中，在进行电沉积前，优选对所述金属基体进行预处理；所述预处理优选包括依次进行的打磨、清洗、碱洗和酸洗；所述打磨前，本发明优选先将所述金属基体依次进行去离子水冲洗、丙酮除油、无水乙醇脱水，然后吹干备用。在本发明中，所述打磨优选为依次使用180#、400#、600#、800#、1200#砂纸对金属基体进行打磨；所述清洗优选为先用去离子水清洗金属表面磨屑，然后依次使用丙酮和无水乙醇进行超声清洗，所述使用丙酮进行超声清洗以及使用无水乙醇进行超声清洗的时间独立地优选为3～5min。
41.在本发明中，所述碱洗用碱洗液的溶质优选为氢氧化钠、碳酸钠和硅酸钠，溶剂优选为水；所述碱洗液中氢氧化钠的浓度优选为12g/l，碳酸钠的浓度优选为60g/l，硅酸钠的浓度优选为30g/l；所述碱洗的温度优选为75℃，时间优选为10min。
42.在本发明中，所述酸洗用酸优选为质量分数为10％的稀盐酸，所述酸洗的时间优选为1min；本发明通过酸洗对金属基体进行活化。
43.预处理完成后，本发明以预处理后的金属基体为阴极，以镍板为阳极，以所述ni
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ptfe
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sic混合液为镀液进行电沉积，在金属基体表面得到ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层。在本发明中，所述镍板的纯度优选大于99％；所述阳极和阳极的距离优选为5～6cm，所述阳极的面积优选大于阴极的面积，所述阳极和阴极的表面正对。
44.在本发明的电沉积过程中，所述镀液的温度优选为50～60℃，更优选为55℃，ph值优选为3.5～4.5，更优选为4。在本发明的具体实施例中，优选在电沉积过程中定期对镀液的ph值进行监测，若镀液的ph值超出上述范围，则优选使用硫酸或氨水对镀液的ph值进行调节。
45.在本发明中，所述电沉积优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速优选为1200～1300r/min，更优选为1250～1300r/min；所述搅拌优选为磁力搅拌，本发明在电沉积过程中使用磁力搅拌，有利于保持纳米颗粒的稳定分散和物质的及时输运。
46.在本发明中，所述电沉积优选包括：依次进行第一电沉积和第二电沉积；所述第一电沉积的电流密度优选为3～7a/dm2，更优选为4～7a/dm2，进一步优选为7a/dm2，时间优选为10～20min，更优选为10～15min，进一步优选为10min；所述第二电沉积的电流密度优选为10～15a/dm2，更优选为12～15a/dm2，进一步优选为15a/dm2，时间优选为3～5min，更优选为4～5min，进一步优选为5min。本发明优选采用两步电沉积法进行沉积，能够提高两种纳米颗粒在涂层中的复合量，从而提高涂层的疏水性。
47.电沉积完成后，本发明优选将所得涂层依次进行超声清洗和干燥；在本发明中，所述超声清洗用溶剂优选为乙醇，所述超声清洗的时间优选为1～3min；所述干燥优选为在室
温下干燥；干燥完成后，即得到本发明的ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层。
48.本发明还提供了上述方案所述制备方法制备的ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层，具有微纳双尺度结构，包括镍金属层和嵌入所述镍金属层中的聚四氟乙烯纳米颗粒和sic纳米颗粒，镍金属层中的镍结晶吸附在所述聚四氟乙烯纳米颗粒和sic纳米颗粒上；在本发明中，所述微纳双尺度结构为相对尺度，其中ptfe纳米颗粒和sic纳米颗粒的尺寸较大，镍结晶的尺寸较小，镍结晶接枝在两种尺寸较大的纳米颗粒上，具体的示意图如图1～2所示。传统的超疏水涂层由是使用低表面能物质对涂层表面进行二次修饰，涂层稳定性差，本发明是通过电沉积法将ptfe和sic纳米颗粒直接嵌入基体中，所得涂层不经表面修饰即可达到良好的疏水性，且稳定性比传统的超疏水涂层更好。本发明提供的ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层具有超疏水性，对金属基体的防腐效果好，且具有优异的机械稳定性和耐久性。
49.下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
50.实施例1
51.采用分子动力学模拟了水滴在ni、ptfe、sic三种物质表面的润湿行为，以分析镍基中嵌入两种纳米颗粒是否有利于涂层疏水性的提高，具体结果如图3所示，图3为水滴在不同物质表面的润湿过程，其中(a1)～(a5)为水滴在ni表面的润湿过程，(b1)～(b5)为水滴在sic表面的润湿过程，(c1)～(c5)为水滴在ptfe表面的润湿过程。
52.图3中的结果表明：ni表面的水分子迅速向下铺展，并最终在基体表面形成一层水膜，光滑镍基体具有很强的亲水性；水滴位于sic表面时，水分子的铺展速度相对较慢，最终在基体表面形成小于90
°
的接触角，表明sic的疏水性比金属ni略强；水滴位于ptfe表面时，水分子仅在重力作用下向下运动，基本不会发生铺展，ptfe的疏水长链插入水滴中阻止了水分子在基体表面的运移，使得最终的接触角远大于90
°
，表明ptfe具有极强的疏水性。因此，三种物质的疏水性由强到弱为ptfe>sic>ni，即在镍基中引入ptfe和sic两种纳米颗粒将有利于涂层疏水性的提高。
53.实施例2
54.在电沉积工艺中，为了改善纳米颗粒的分散性，避免纳米颗粒发生团聚，通常加入足够浓度的表面活性剂来提高其分散性，与ptfe纳米颗粒相比，sic纳米颗粒的密度大，一旦发生团聚，将对共沉积作用产生极不利的影响。然而，不同的制备工艺选用的表面活性剂不同，为确定哪种表面活性剂对本发明电沉积体系的分散效果更好，采用分子动力学模拟了不同种类的表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、全氟辛基季铵碘化物)对sic纳米颗粒的分散效果，结果如图4所示，图4为不同表面活性剂对sic纳米颗粒的分散情况，其中(a)为十二烷基硫酸钠(sds)，(b)为十六烷基三甲基溴化铵(ctab)，(c)为全氟辛基季铵碘化物(fc
‑
134)。
55.根据图4可以看出：ctab在水溶液中分散效果最佳，活性剂分子在纳米颗粒周围紧密吸附，通过空间位阻效应和静电排斥作用使四个纳米颗粒最终稳定分散在水溶液中；十二烷基硫酸钠(sds)分散效果次之，仅使一半的纳米颗粒分散开来；全氟辛基季铵碘化物(fc
‑
134)分散效果最差，仅有一个纳米颗粒与其他纳米颗粒相互分散，其他纳米颗粒则完全团聚在一起，活性剂分子无法吸附在纳米颗粒周围，反而自身大量聚集在一起，活性剂的利用率低。因此，本发明在电沉积过程中选用ctab作为分散剂。
56.实施例3
57.选用20#碳钢作为金属基体，基体尺寸为50mm
×
25mm
×
2mm，经去离子水冲洗后，再经丙酮除油、无水乙醇脱水，冷风机吹干备用。
58.s1：首先对金属基体进行预处理，步骤如下：
59.(1)依次使用180#、400#、600#、800#、1200#砂纸对金属基体进行打磨，用去离子水清洗金属表面磨屑，再分别用丙酮和无水乙醇溶液对基体超声清洗3～5min，冷风机吹干备用；
60.(2)配制碱洗液，碱洗液由氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠和水构成，其中氢氧化钠浓度为12g/l，碳酸钠浓度为60g/l，硅酸钠浓度为30g/l，然后在75℃恒温下对金属基体碱洗10min；
61.(3)用10wt％的稀盐酸对金属基体进行活化1min。
62.s2：配制ni
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ptfe
‑
sic混合液，步骤如下：
63.(1)按照表1所示浓度称取ptfe纳米颗粒、sic纳米颗粒及1g ctab表面活性剂，加入去离子水中，充分搅拌后再用超声波进行分散30min，然后再进行磁力搅拌30min，形成纳米颗粒分散液(记为a液)；
64.(2)称取250g niso4·
6h2o、40g nicl2·
6h2o、40g h3bo3、50g nh4cl，加入去离子水中，充分溶解后得到b液，并将a液与b液充分混合，用去离子水将混合液定容到1l，得到ni
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ptfe
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sic混合液。
65.s3：电沉积制备ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层，步骤如下
66.(1)以s1中经过预处理的钢板作为阴极，以纯度为99.96％的纯镍板作为阳极，阳极尺寸为60mm
×
40mm
×
2mm，构成双电极体系；保证两电极正对，间距为6cm，保持镀液的ph值为4；
67.(2)按照表1所示参数进行一步电沉积或两步电沉积过程，得到ni
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ptfe
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sic复合涂层；整个电沉积过程在50℃的恒温水浴中进行，并持续辅助以1300r/min磁力搅拌。
68.使用乙醇溶液对上述ni
‑
ptfe
‑
sic复合涂层进行超声清洗1min，在室温下干燥两周后，对涂层的润湿性进行测试，结果如表1所示。
69.表1不同沉积工艺下涂层的接触角及滚动角
[0070][0071]
根据表1中的数据可以看出，当ptfe和sic纳米颗粒各为10g/l，在7a
·
dm
‑2的电流密度下只进行一次电沉积10min，涂层的静态接触角仅有110
°
，滚动角为23
°
；同样条件下，在一次电沉积基础上，以15a
·
dm
‑2的电流密度进行二次电沉积5min，涂层的静态接触角增大到119
°
，滚动角降低到19
°
，表明两步电沉积对提高涂层疏水性是有利的；当ptfe浓度增大到14g/l，sic浓度为6g/l时，经过两步电沉积后，涂层达到超疏水状态，其静态接触角达到155
°
，滚动角接近0
°
。以上结果表明，电沉积的方式以及镀液中ptfe和sic的浓度都会对涂层的疏水性产生影响，当镀液中的ptfe和sic的浓度在本发明的范围内，且采用二步电沉积法进行沉积时，所得涂层的疏水性最好。
[0072]
图5为按照序号3中的工艺条件制备得到的ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层的接触角测量结果。
[0073]
按照序号3中的工艺条件制备得到的ni
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ptfe
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sic超疏水防腐涂层在不同放大倍数下的sem图如图6所示，其中(a)的放大倍数为10000，(b)的放大倍数为40000。根据图6可以看出，涂层由镍基金属及嵌入镍基中的ptfe和sic纳米颗粒组成，镍结晶吸附在颗粒上，形成微纳双尺度结构，所述微纳双尺度结构间构成大量的微型孔隙，所述微型孔隙可以截留空气形成一层气垫，阻止水的渗入，使涂层达到良好的疏水性。
[0074]
按照序号3中的工艺条件制备得到的ni
‑
ptfe
‑
sic超疏水防腐涂层的eds图如图7所示。根据图7可以看出，镍元素峰值最高，表明金属镍是涂层的主要成分；同时还检测到了f元素和si元素，表明两种纳米颗粒成功嵌入涂层中。
[0075]
此外，还测试了表1中序号1、2工艺条件下所得下涂层中f、si两种元素的总质量百分比，结果表明，序号1所得涂层中f和si的总含量为3.8％，序号2所得涂层中f和si的总含量为6.06％，说明采用两步沉积法能够增加两种纳米粒子在涂层中的复合量。
[0076]
实施例4
[0077]
通过电化学测试对所述ni
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ptfe
‑
sic超疏水防腐涂层进行耐腐蚀性测试。
[0078]
ni
‑
ptfe
‑
sic超疏水防腐涂层的制备方法和实施例3中一致，电沉积采用表1序号3中的工艺条件。
[0079]
采用裸露碳钢基体和镀有普通ni镀层的碳钢基体作为对比，其中ni镀层的厚度与ni
‑
ptfe
‑
sic超疏水防腐涂层的厚度一致。
[0080]
耐腐蚀性测试的方法如下：采用标准的三电极体系，分别以裸露碳钢基体、镀有普通ni镀层的碳钢基体、镀有ni
‑
ptfe
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sic超疏水防腐涂层的碳钢基体为工作电极，以饱和甘汞电极、铂电极为参比电极和辅助电极，腐蚀介质为质量分数3.5％的nacl水溶液，进行极化曲线测试。
[0081]
所得极化曲线测试结果如图8所示，并根据极化曲线拟合得到了各试样的腐蚀电位、腐蚀电流密度，根据式(1)计算了涂层的防腐蚀效率η，所得数据如表2所示。
[0082][0083]
式(1)中，i
corr,sub
及i
corr,coated
分别为裸露基体及带涂层基体的腐蚀电流密度。
[0084]
表2极化曲线拟合数据
[0085][0086]
根据表2中的数据可以发现，与裸露碳钢基体相比，镀有普通镍镀层的试样腐蚀电位明显正移，腐蚀电流密度略有减小，表明普通ni镀层能够增强基体的耐腐蚀性，但计算所得的防腐蚀效率仅有43.0％左右；具有ni
‑
ptfe
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sic超疏水防腐涂层的基体腐蚀电位最小，腐蚀电流密度仅有裸露基体的1/20，仅有ni镀层的1/11左右，其防腐蚀效率高达95.0％，表明该超疏水涂层对基体起到了良好的保护作用。
[0087]
实施例5
[0088]
提高超疏水涂层的机械稳定性(耐磨性)是本发明的目的之一，本实施例通过砂磨实验对所述ni
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sic超疏水涂层的机械稳定性进行测试，并与传统的表面修饰型超疏水涂层的机械稳定性做对比。
[0089]
ni
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sic超疏水防腐涂层的制备方法和实施例3中一致，电沉积采用表1序号3中的工艺条件。
[0090]
传统的表面修饰型超疏水涂层是将镀有普通ni镀层的碳钢基体在熔融的十四烷酸中浸泡2h后干燥制得的。
[0091]
测试过程如下：将涂层表面朝下置于400#的砂纸上，样本上方放置100g砝码以为涂层施加一定的压力，以1.6cm/s的恒定速度拖动试样在砂纸表面移动，测量不同磨损距离内涂层表面接触角的变化，以此表征涂层的耐磨性，测试过程的示意图如图9所示。
[0092]
耐磨性测试结果如图10所示，图10中(a)为表面修饰型超疏水涂层的耐磨性测试结果，(b)为ni
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sic超疏水防腐涂层的耐磨性测试结果。根据图10中(a)可以看出，表面修饰型超疏水涂层初始状态下的涂层静态接触角高达156
°
，滚动角为0
°
；磨损距离为120cm时，涂层的接触角已经下降到150
°
，滚动角增大到4
°
，此时涂层仍然能维持超疏水性；但当磨损距离达到160cm时，静态接触角急剧下降到140
°
以下，滚动角也增大到10
°
以上，涂层的疏水性开始陡然下降；随后，随着磨损距离的增加，涂层的疏水性不断下降，当磨损距离达到400cm后，接触角降到了120
°
以下，滚动角增大到近20
°
，疏水性已经大幅度下降。
[0093]
根据图10中(b)可以看出，ni
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sic超疏水防腐涂层初始状态下静态接触角大于155
°
，滚动角为0
°
；经过40cm的磨损时，涂层的静态接触角和滚动角几乎不发生变化；直到磨损距离达到200cm时，静态接触角仍然在150
°
以上，滚动角在5
°
以下，涂层仍然是超疏水状态；磨损距离超过200cm以后，涂层的静态接触角继续下降，但磨损超过280cm后，涂层疏水性的下降变得非常缓慢，直到磨损距离达到360cm，涂层的静态接触角仍然保持在142
°
以上，滚动角在15
°
以下；而继续增加磨损距离，由于嵌入涂层中的两种纳米颗粒不断暴露出来，涂层的疏水性变化不大。
[0094]
因此，与传统的修饰型超疏水涂层相比，本发明的ni
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sic超疏水防腐涂层具有更好的机械稳定性。
[0095]
实施例6
[0096]
耐久性也是超疏水涂层稳定性的重要体现，本实施例通过浸泡实验测试所述传统表面修饰型超疏水涂层及所述ni
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sic超疏水防腐涂层的耐久性，传统表面修饰型超疏水涂层及所述ni
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sic超疏水防腐涂层的制备方法均和实施例5中一致。
[0097]
浸泡实验所用的腐蚀介质为质量分数3.5％的nacl水溶液，观察整个周期内涂层腐蚀形貌的变化。
[0098]
图11为传统的修饰型超疏水涂层及ni
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sic超疏水防腐涂层在腐蚀介质中浸泡840h的腐蚀形貌光学照片，其中(a1)～(a5)为传统的修饰型超疏水涂层，(b1)～(b5)为ni
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sic超疏水防腐涂层。根据图11可以看出，在浸泡168h后，两种超疏水涂层的表面形貌几乎没有变化；浸泡336h后，ni
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sic超疏水防腐涂层仅在环氧树脂与试片交界的薄弱区处(沉积时是在基体的一个面上制备ni
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sic超疏水防腐涂层，其它五个面采用环氧树脂封装处理)发生极轻微的腐蚀，而修饰型超疏水涂层表面的一层修饰剂在局部区
域已有明显的脱落；浸泡时间继续增加时，ni
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sic超疏水防腐涂层的腐蚀情况基本没有发展，而修饰型超疏水涂层表面的一层修饰剂脱落现象逐渐严重；至浸泡840h后，修饰型超疏水涂层的修饰剂从点状脱落连接成片，发生了大面积的脱落，而脱落处便发展为腐蚀的薄弱区域，而ni
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sic复合型超疏水涂层大部分区域未发生明显腐蚀，展现出了更好的耐久性。
[0099]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。