專利名稱：一種表面低折射率氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種表面低折射率氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種低折射率氧化鈦鍍膜應(yīng)用于金屬表面防腐蝕技術(shù)，具體為一 種表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜處理的金屬基材，經(jīng)設(shè)定的處理程序可于表面形成保 護(hù)薄膜，不但不易積垢，更可發(fā)揮提高耐蝕、抗氧化等作用的方法。
背景技術(shù)：
[0002]從公元十八世紀(jì)開始，金屬表面處理即成為不管是研發(fā)或應(yīng)用上，均極受重視且 應(yīng)用廣泛的技術(shù)，其主要內(nèi)容為電鍍及陽(yáng)極防蝕等技術(shù)，經(jīng)長(zhǎng)年研發(fā)改善，此類處理技術(shù)已 相當(dāng)成熟，其成品功能往往能滿足客戶要求且質(zhì)量良好，但污染嚴(yán)重及基材限制始終是其 最大瓶頸。[0003]1960年后真空蒸鍍(包括化學(xué)蒸鍍(Chemical Vapor Deposition ; CVD)及物 理蒸鍍(Physical Vapor Deposition)等)技術(shù)開始推廣及導(dǎo)入生產(chǎn),蒸鍍后的成品質(zhì)量 良好且適用各種基材，但成本昂貴，質(zhì)量會(huì)受基材形狀影響及存在死角，始終成為技術(shù)的瓶 頸及使用的限制。1980年后，化學(xué)處理(主要為有機(jī)保護(hù)膜或有機(jī)金屬覆蓋層)的應(yīng)用，可 有效改善成本、污染、形狀因素、處理死角、基材傷害等問(wèn)題，但卻有著不耐磨、不持久及不 耐化學(xué)腐蝕的問(wèn)題?；谏鲜鰡?wèn)題，利用金屬氧化物作表面覆蓋的技術(shù)便成了 1990年之后 的技術(shù)開發(fā)主流。[0004]二氧化鈦薄膜有高的極化電阻，極化電阻愈大則表示愈耐腐蝕，有助于金屬基材 的緩蝕作用，但二氧化鈦薄膜有折射率高的特性，其中金紅石型結(jié)晶折射率約2. 71，銳鈦型 結(jié)晶折射率約2. 55，因此，二氧化鈦薄膜具有較大的反射和散射光的能力而影響金屬基材 的外觀。[0005]低折射率二氧化鈦光學(xué)鍍膜為多孔性結(jié)構(gòu)，具有較低的折射率特性，其原理因空 氣的折射率是1，想要得到較低折射率材料的方法可以把材料做成多孔結(jié)構(gòu)，孔洞處的折射 率則是空氣的折射率I和所使用材料的折射率的比例組合。[0006]由于尚未有低折射率氧化鈦鍍膜緩蝕金屬基材的產(chǎn)品，而低折射率二氧化鈦薄膜 應(yīng)用為一重要技術(shù)突破，因此，開發(fā)出低折射率氧化鈦鍍膜緩蝕金屬基材是本實(shí)用新型的 主要目的。實(shí)用新型內(nèi)容[0007]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜 金屬基材，能夠提高金屬基材極化電阻，極化電阻愈大則表示愈耐腐蝕，有助于金屬基材的 緩蝕作用。[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種表面低折射 率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材，包括金屬基材本體，所述金屬基材本體表面上覆有二氧 化鈦鍍膜。[0009]優(yōu)選的是，所述二氧化鈦鍍膜是低折射率氧化鈦抗腐蝕鍍膜。[0010]優(yōu)選的是，所述低折射率二氧化鈦溶膠合成技術(shù)并于金屬基材表面形成薄膜。[0011]優(yōu)選的是，所述金屬基材的材質(zhì)是不銹鋼、鐵、銅、鋁等。[0012]本實(shí)用新型的有益效果是[0013]1、本實(shí)用新型一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材，其二氧化鈦鍍膜層具有低折射率的特點(diǎn)，故可形成低反射率的薄膜。[0014]2、本實(shí)用新型一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材具有更佳的耐老化及耐腐蝕特性。[0015]3、本實(shí)用新型一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材，其中二氧化鈦含有銳鈦型晶型，故具光催化效能。[0016]4、本實(shí)用新型一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材，其中低折射率二氧化鈦鍍膜的多孔性，應(yīng)用于光學(xué)反射用途時(shí)，可使金屬表面的光學(xué)反射信號(hào)比變強(qiáng)。


[0017]圖1是本實(shí)用新型一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材的結(jié)構(gòu)示意圖；[0018]圖2是本實(shí)用新型一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜不銹鋼金屬基材的耐腐蝕測(cè)試結(jié)果；[0019]圖3為本實(shí)用新型一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜銅金屬基材的耐腐蝕測(cè)試結(jié)果。
具體實(shí)施方式
[0020]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員 理解，從而對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例包括[0022]一種低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材，包括由金屬基材I及低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜2，在金屬基材I的基材表面涂布有一層低折射率二氧化鈦溶膠，該涂層經(jīng)干燥固化后可于金屬基材表面形成一層低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜。[0023]涂布前，先經(jīng)表面清潔程序金屬基材I，再涂覆一層低折射率二氧化鈦溶膠2。[0024]圖2為本實(shí)用新型低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜不銹鋼金屬基材的耐腐蝕測(cè)試結(jié)果，其中空白不銹鋼片(實(shí)線)與涂布低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜不銹鋼片(虛線)的線性極化曲線的比較。由圖2可以看出，不銹鋼基材的腐蝕電位-O. 165V，可算出極化電阻Rp=k · S=I 16. 6 Ω · cm2，涂布低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜不銹鋼基材的腐蝕電位一 O. 242V,可算出極化電阻Rp=k · S=5009 Ω · cm2。極化電阻愈大則表示愈耐腐蝕,說(shuō)明涂覆低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜可以提高不銹鋼材料的耐腐蝕性能。[0025]圖3為本實(shí)用新型低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜銅金屬基材的耐腐蝕測(cè)試結(jié)果，其中空白銅基材(實(shí)線)與涂布涂布低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜銅基材(虛線)的線性極化曲線的比較。由圖3可以看出，銅基材的腐蝕電位一 O. 252V，極化電阻Rp=k · S = 7. 875 Ω · cm2。而涂布有低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜銅基材的腐蝕電位一 O. 177V，極化電阻Rp=k · S=2.6X103Q · cm2。涂布低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜后銅基材的腐蝕電位明顯正移，呈現(xiàn)出一定的鈍化特征，極化電阻提高了近3個(gè)數(shù)量級(jí)，極大的提高了銅基材的耐蝕性能。[0026]實(shí)施例1 :[0027]在反應(yīng)槽中加入去離子水10公斤，取四氯化鈦500克加入反應(yīng)槽中稀釋，形成約濃度5%的四氯化鈦水溶液，以氨水徐徐加入進(jìn)行中和反應(yīng)并有白色鈦的氫氧化物沈淀物析出，保持?jǐn)嚢璩掷m(xù)觀察PH值變化，至PH值在7. O時(shí)停止添加氨水。將上述沈淀物經(jīng)過(guò)濾清洗純化后，形成白色鈦的氫氧化物約300克,將鈦的氫氧化物置入分散槽中，加入50%濃度過(guò)氧化氫878克保持?jǐn)嚢璩浞址磻?yīng)，將2. 07公斤四甲基硅烷加入此分散液中并充分?jǐn)嚢瑁瑢?80克的草酸加入此分散液中并充分?jǐn)嚢?，將純水約95公斤加入此分散液中保持?jǐn)嚢枋光伒臍溲趸锍浞址稚?，將分散液溫度加熱?5°C，在保持此溫度持續(xù)陳化48小時(shí)后即為低折射率二氧化鈦溶膠?！0028]將上述二氧化鈦溶膠以噴涂法涂布在不銹鋼基材表面，并以350°C高溫固化薄膜 5分鐘，以X射線繞射儀檢測(cè)該薄膜材料其結(jié)晶形含有銳鈦形，以橢圓偏振光譜儀檢測(cè)該薄膜其折射率為1. 48，遠(yuǎn)小于純銳鈦型二氧化鈦的折射率2. 55。[0029]比較空白不銹鋼基材的腐蝕電位-O. 165V,可算出極化電阻 Rp=k · S=116. 6 Ω · cm2,涂布低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜不銹鋼基材的腐蝕電位一 O. 242V,可算出極化電阻Rp=k · S=5009 Ω · cm2。極化電阻愈大則表示愈耐腐蝕,說(shuō)明涂覆低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜可以提高不銹鋼基材的耐腐蝕性能。[0030]以計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)測(cè)試空白不銹鋼基材與涂布低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜不銹鋼基材的靈敏度，涂布低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜不銹鋼基材的靈敏度遠(yuǎn)大于空白不銹鋼基材的靈敏度，表示低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜有助于提高鼠標(biāo)的應(yīng)答信號(hào)比。[0031]實(shí)施例二[0032]在反應(yīng)槽中加入去離子水9公斤，取硫酸鈦2. 5公斤加入反應(yīng)槽中稀釋，形成約濃度20%的硫酸鈦水溶液，以氫氧化鉀水溶液徐徐加入中和并有白色鈦的氫氧化物沈淀物析出，保持?jǐn)嚢璩掷m(xù)觀察PH值變化，至PH值在9. O時(shí)停止添加氫氧化鈉水溶液。將上述沈淀物經(jīng)過(guò)濾清洗純化后，形成白色鈦的氫氧化物約1. 2公斤，將鈦的氫氧化物置入分散槽中， 將濃度50%過(guò)氧化氫水溶液6. 936公斤加入此分散液中并充分?jǐn)嚢?，?9. 43公斤四烯丙基硅烷加入此分散液中并充分?jǐn)嚢?，?1. 11公斤的四丙基氫氧化銨加入此分散液中并充分?jǐn)嚢瑁瑢⒓兯s1495公斤加入此分散液中保持?jǐn)嚢枋光伒臍溲趸锍浞址稚?，將分散液溫度加熱?5°C，在保持此溫度持續(xù)陳化24小時(shí)后即為低折射率二氧化鈦溶膠。[0033]將上述二氧化鈦溶膠以滾涂法涂布在銅基材表面，并以50°C高溫固化薄膜I小時(shí)，以X射線繞射儀檢測(cè)該薄膜材料其結(jié)晶形含有銳鈦形，以橢圓偏振光譜儀檢測(cè)該薄膜其折射率為1. 41,遠(yuǎn)小于純銳鈦型二氧化鈦的折射率2. 55。[0034]比較空白銅基材的腐蝕電位一O. 252V，極化電阻Rp=k · S = 7. 875 Ω · cm2。 而涂布有低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜銅基材的腐蝕電位一 O. 177V，極化電阻 Rp=k · S=2. 6 X IO3 Ω · cm2。涂布低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜后銅基材的腐蝕電位明顯正移，呈現(xiàn)出一定的鈍化特征，極化電阻提高了近3個(gè)數(shù)量級(jí)，極大的提高了銅基材的耐蝕性倉(cāng)泛。[0035]以計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)測(cè)試空白銅基材與涂布低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜銅基材的靈 敏度，涂布低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜銅基材的靈敏度遠(yuǎn)大于空白銅基材的靈敏度，表 示低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜有助于提高鼠標(biāo)的應(yīng)答信號(hào)比。[0036]本實(shí)用新型的有益效果是[0037]1、本實(shí)用新型一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材，其二氧化鈦鍍膜 層具有低折射率的特點(diǎn)，故可形成低反射率的薄膜。[0038]2、本實(shí)用新型一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材具有更佳的耐老 化及耐腐蝕特性。[0039]3、本實(shí)用新型一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材，其中二氧化鈦 含有銳鈦型晶型，故具光催化效能。[0040]4、本實(shí)用新型一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材，其中低折射率 二氧化鈦鍍膜的多孔性，應(yīng)用于光學(xué)反射用途時(shí)，可使金屬表面的光學(xué)反射信號(hào)比變強(qiáng)。[0041]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是 利用本實(shí)用新型說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在 其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材，其特征在于包括金屬基材本體，所述金屬基材本體表面上覆有二氧化鈦鍍膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材，其特征在于所述二氧化鈦鍍膜是低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材，其特征在于所述低折射率二氧化鈦溶膠合成于金屬基材表面形成薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材，其特征在于所述金屬基材的材質(zhì)是不銹鋼、鐵、銅、鋁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材，其特征在于所述低折射率二氧化鈦薄膜具有多孔性結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種表面低折射率氧化鈦抗腐蝕鍍膜金屬基材，包括由金屬基材及低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜，在金屬基材的基材表面涂布有一層低折射率二氧化鈦溶膠，該涂層經(jīng)干燥固化后可于金屬基材表面形成一層低折射率二氧化鈦抗腐蝕鍍膜。通過(guò)上述方式，本實(shí)用新型能夠以電化學(xué)的腐蝕電位法測(cè)得有低折射率二氧化鈦薄膜的金屬基材其極化電阻大于空白未有涂層的金屬基材，而極化電阻愈大則表示愈耐腐蝕，表示提升金屬基材的耐蝕性能。
文檔編號(hào)B32B15/04GK202826573SQ20122046825
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者賴文賢 申請(qǐng)人:泉耀新材料科技(蘇州)有限公司