[发明专利]一种超双疏金属表面的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属基材表面处理技术领域，具体涉及一种超疏水超疏油金属的制备方法，在金属表面产生一种对水及不同pH值水溶液和食用油、润滑油、原油等油类液体具有超双疏性表面的制备方法，解决了现有的制备超双疏表面成本高的技术问题。

背景技术

表面的特殊浸润性是固体表面的一个重要特性，影响固体表面浸润性的因素主要有两个:一是表面化学组成（表面自由能），二是表面微观结构（粗糙度）。随着人们对自然界中特殊浸润性表面的深入研究，有关特殊浸润性表面的制备方法不断涌现。近年来超疏水表面的制备受到越来越多的关注，很多的文献也已经报道了通过不同的方法制备具有特殊浸润性的表面。在这些文献中关于超疏水的文献占了大多数，有关超疏油表面的报道很少。超双疏表面是指对水和油接触角均大于150°的表面，它在工农业生产上和人们的日常生活中都有着非常广阔的应用前景。例如，超双疏的表面，对于油污环境下的自清洁、去除水下生物污浊等，都是有益的。而且超双疏金属在航海、航天，管道运输以及其他许多领域有着广泛的应用，如何制备超双疏的金属表面，尤其是制备超双疏的金属铝表面已经成为一个研究热点。

发明内容

本发明提供一种超双疏金属表面的制备方法，用于实现金属表面的疏水疏油性能，该方法制备流程简单，超双疏性强，制备成本低，实施方便，可进行大规模推广。本发明的超双疏金属表面同时具有在空气中超疏水、超疏油的性质，对食用油、润滑油、原油等在其表面接触角>150°，而且具有对油滴低粘附的特性。本发明的超双疏的金属可应用于航海、航天，管道运输以及其他许多领域，在日常生活中也有着重要的用途。

本发明提出一种制备超双疏金属表面的方法，具体包括以下几个步骤：

第一步，金属基底预处理。

第二步，将第一步中处理好的片状金属基底一面附着碳颗粒。

第三步，在金属基底上附着碳颗粒的一侧继续沉积四乙氧基硅烷。

第四步，将第三步中处理好的片状金属基底，置于马弗炉中，在600~1000℃烧2~4h，取出备用；

第五步，将经过第四步处理过的片状金属基底，再次置于室温下真空干燥器中，在真空干燥器中放置聚全氟烷基硅氧烷，真空放置12h以上，使聚全氟烷基硅氧烷气相沉积在金属基底表面。

第六步，取出第五步中放置的聚全氟烷基硅氧烷，在室温下，金属基底继续放置在干燥器中24h以上，之后取出，得到超双疏的金属表面。

本发明的优点在于：

1、本发明提出的一种超双疏金属表面，其制备方法简单，原料易得，成本低。

2、本发明提出的一种超双疏金属表面，该金属表面对水的接触角大于170°，且低粘附。

3、本发明提出的一种超双疏金属表面，该金属表面对油的接触角大于150°，且低粘附。

4、本发明提出的一种超双疏金属表面，该金属基底无污染，可循环使用。

5、本发明提出的超双疏金属表面，可以达到防污防腐的效果，同时具备了自清洁的功能。

附图说明

图1：本发明提出的制备一种超双疏金属基底的流程图；

图2：未采用本发明方法进行处理的金属基底的低倍电镜照片（SEM）；

图3：未采用本发明方法进行处理的金属基底的高倍电镜照片（SEM）；

图4：采用本发明方法处理后得到的金属基底表面低倍电镜照片（SEM）；

图5：采用本发明方法处理后得到的金属基底表面高倍电镜照片（SEM）；

图6：为未采用本发明方法处理的金属基底对水的接触角示意图；

图7：为采用本发明方法处理后的金属基底对水的接触角示意图；

图8：为采用本发明方法处理后的金属基底对油的接触角示意图；

图9：为采用本发明方法处理后的金属基底对水、润滑油、食用油、原油的接触角数码照片；

图10：为采用本发明方法处理后的金属基底对酸碱盐的接触角数码照片。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明提出一种超疏水超疏油金属表面的制备方法，如图1所示，该方法包括以下几个步骤：