一种亲水涂层及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114447356A(43)申请公布日2022.05.06(21)申请号202210065851.9(22)申请日2022.01.20(71)申请人常州翊迈新材料科技有限公司地址213161江苏省常州市武进区常武中路18号常州科教城大连理工大学江苏研究院科技产业大厦B210(72)发明人魏科科韩治昀付宇(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200专利代理师梅洪玉(51)Int.Cl.H01M8/0245(2016.01)C25D11/26(2006.01)C22C45/10(2006.01)C23C28/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种亲水涂层及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种亲水涂层，包括连接层、耐蚀层、亲水层，所述连接层分布在基材上表面，所述耐蚀层分布在所述连接层上表面，所述亲水层分布在所述耐蚀层上表面；所述亲水层为多孔结构；所述亲水层的材料选自于由A、B、C、D所组成的群组中的任意一种，所述A为二氧化钛与氧化银的混合物，所述B为二氧化钛与氧化铜的混合物，所述C为三氧化二铬与五氧化二铌的混合物，所述D为三氧化二铬与氧化银的混合物。本发明提供的亲水涂层，亲水层的结构为多孔结构，使涂层具有亲水性能，提升了双极板的耐蚀和亲水性能，延长电池的使用寿命。CN114447356ACN114447356A权利要求书1/1页1.一种亲水涂层，其特征在于：包括连接层、耐蚀层和亲水层，所述连接层分布在基材上表面，所述耐蚀层分布在所述连接层上表面，所述亲水层分布在所述耐蚀层上表面；所述亲水层为多孔结构；所述亲水层的材料选自于由A、B、C以及D所组成的群组中的任意一种，其中所述A为二氧化钛与氧化银的混合物，所述B为二氧化钛与氧化铜的混合物，所述C为三氧化二铬与五氧化二铌的混合物，所述D为三氧化二铬与氧化银的混合物。2.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于：所述亲水层的材料为所述A或所述B时，钛的含量为5at％～95at％；所述亲水层的材料为所述C时，铬的含量为80at％～98at％；所述亲水层的材料为所述D时，铬的含量为10at％～95at％。3.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于：所述多孔结构体积占所述亲水层体积的比例为30％‑80％，所述多孔结构的孔径大小为50‑500nm。4.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于：所述亲水层的厚度为0.5‑1μm。5.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于：所述亲水层上表面的接触角小于30°。6.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于：所述耐蚀层的材料为非晶态的钛合金，所述钛合金中掺杂选自于由铌、铬、钽、铜、铪、锆、钒、硅、硼、铱以及钌所组成的群组中的至少一种元素；当所述钛合金掺杂不超过4种所述元素时，钛含量为90at％‑99at％；当所述钛合金掺杂五种或五种以上所述元素时，其掺杂的各所述元素的原子百分含量相等。7.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于：所述耐蚀层的厚度为50‑100nm，采用电化学工作站进行恒电位极化测试，其测试电位为0.84V，腐蚀电流密度低于0.01μA/cm2。8.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于：所述连接层的材料为钛合金或铬合金，所述钛合金中掺杂有铌元素或钼元素，所述铬合金中掺杂有铌元素或钼元素。9.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于：所述连接层的厚度为20‑40nm。10.一种亲水涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将基材进行清洗；(2)使用磁控溅射方法在所述基材上表面沉积连接层，原材料为按照所述连接层成分比例冶炼的合金靶材，沉积时所述合金靶材电流为5‑50A，工作气体为氩气，沉积偏压为‑50V～‑800V；(3)使用阴极过滤电弧离子镀方法在所述连接层上沉积耐蚀层，原材料为按照所述耐蚀层成分比例冶炼的合金靶材，沉积时所述合金靶材电流为50‑300A，工作气体为氩气；(4)在所述耐蚀层上沉积亲水层，具体过程为：首先使用阴极过滤电弧离子镀方法沉积预制层，原材料为按照所述亲水层成分比例冶炼的合金靶材，沉积时所述合金靶材的电流为50‑150A，工作气体为氩气，沉积偏压为‑50V～‑800V；然后采用微弧氧化法对所述预制层进行后处理，将沉积所述预制层后的双极板放入电解液中，所述电解液选自于由硼酸钠、磷酸钠、碳酸钠以及硫酸钠所组成的群组中的任意一种，在所述微弧氧化法处理过程中，脉冲电压为200V～600V，频率为200～600HZ，脉冲宽度为100～500μs，氧化时间为60s‑2400s。2CN114447356A说明书1/4页一种亲水涂层及其制备方法技术领域：[0001]本发明涉及燃料电池双极板表面涂层技术领域，尤其涉及一种