[发明专利]一种利用电弧喷涂技术制备仿猪笼草超润滑表面的方法

说明书

本发明公开了一种利用电弧喷涂技术制备仿猪笼草超润滑表面的方法，利用电弧喷涂技术在基体表面构筑铝涂层，再依次经低表面能物质修饰、润滑油的覆盖后得到所述的仿猪笼草超润滑表面。本发明提供一种对基体没有特殊要求，制备工艺简单、重复性好、适合大面积制备及工业化应用的仿猪笼草超润滑表面的制备方法。

技术领域

本发明涉及超润滑表面的制备领域，具体涉及一种利用电弧喷涂技术制备仿猪笼草超润滑表面的方法。

背景技术

猪笼草是一类热带食虫植物，拥有一个独特的、形状像猪笼，用于吸取营养的瓶状体器官—捕虫笼。瓶状体的瓶口被蜜液浸润使得它非常光滑，停留在上面的昆虫会被滑落入瓶中，被瓶底分泌的液体分解消化成为自身的养分。

受猪笼草表面超润滑特性的启发，科学家将润滑液灌注到多孔微/纳结构基材中，研制出灌注液体的光滑多孔表面SLIPS(Wong TS,Kang SH,Tang SKY,Smythe EJ,HattonBD,Grinthal A,Aizenberg J.Nature,2011,477(7365):443.)。该表面能显著减小液滴滑动角和滞后角，具有疏液、自修复、温度和压力稳定性好等诸多优点，能够有效抑制水、油脂、血液及生物膜等的粘附，在自清洁、海洋防污、生物医用领域具有广阔的应用前景。

但现有文献报道大多采用如刻蚀法、电化学沉积法、层层自组装等方法制备多孔表面。如公开号为CN 103966641 A的中国专利文献中公开了一种利用人工仿猪笼草超滑表面防止金属大气腐蚀的方法，具体为，以抛光后的铝为阳极、不锈钢电极为阴极，采用阳极氧化方式在金属铝表面制备粗糙氧化铝膜，并用十六烷基三甲氧基硅烷的甲醇溶液进行修饰，最后将润滑油覆盖在表面，获得人工仿猪笼草超滑表面。

该方法制备的人工仿猪笼草超滑表面虽然可以降低水滴在表面的滞留时间与概率，实现对金属的大气防腐防护。但该制备方法存在一个较大的弊端，就是所采用的金属基体仅能为金属铝，仅可以实现对金属铝的大气防腐防护，因此，大大限制了其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对基体没有特殊要求，制备工艺简单、重复性好、适合大面积制备及工业化应用的仿猪笼草超润滑表面的制备方法。

具体技术方案如下：

一种利用电弧喷涂技术制备仿猪笼草超润滑表面的方法，利用电弧喷涂技术在基体表面构筑铝涂层，再依次经低表面能物质修饰、润滑油的覆盖后得到所述的仿猪笼草超润滑表面。

具体步骤如下：

(1)以金属铝为原料，经电弧喷涂技术在清洗、粗化后的基体表面构筑铝涂层；

(2)以全氟硅烷为表面修饰剂，对步骤(1)处理后的基体表面进行修饰；

(3)将全氟聚醚滴加至经步骤(2)处理后的基体表面，直至基体表面全部被全氟聚醚液膜覆盖，再倾斜10～20°放置1～2h后移除表面多余全氟聚醚，得到所述的仿猪笼草超润滑表面。

步骤(1)中，所述的基体材料不受限制，可以为金属、陶瓷、塑料、玻璃等。

所述的基体依次经丙酮、酒精、去离子水清洗，再经氮气吹干后待用。

作为优选，采用喷砂工艺对基体表面进行粗化处理，具体为：

空气压力0.5～1.0MPa，喷砂时间10s～1min，喷砂用砂丸目数30～200目。

采用喷砂工艺可对基体表面进行粗化处理，以增大基体表面粗糙度，提高与涂层结合强度。

作为优选，步骤(1)中，所述的电弧喷涂技术，采用：喷涂电流100～300A，喷涂电压20～40V，喷涂距离100～300mm，电弧走枪速度50～400mm/s，喷涂次数1～20遍。经上述电弧喷涂技术在基体表面构筑得到厚度为100～1000um的铝涂层。