[发明专利]一种碳基材料与四氧化三铁复合的致密超疏水涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳基材料与四氧化三铁复合的致密超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：1)、制备Fe₃O₄粉末；2)、配制粉粒混合悬浊液；3)、利用旋转涂抹法在衬底表面制备得到疏水涂层。本发明的碳基材料与四氧化三铁复合的致密超疏水涂层的制备方法实现了利用碳基材料，添加四氧化三铁增大结合力获得致密涂层，具有超高疏水性能；材料表面的超疏水性能，使水滴难以在涂层表面存留，在低温极端环境下，具有抗结冰的特性，保证了其正常运用，例如南北极考场团队的破冰船，有效防止船体结冰阻碍前进运转，有效降低能耗；材料超疏水性能也赋予材料自清洁能力，液滴滴到涂层上快速滑落带走污渍。

技术领域

本发明涉及一种碳基材料与四氧化三铁复合的致密超疏水涂层的制备方法。

背景技术

在输电线路、航空、航天、航海、高铁运输等领域，设备结冰可能造成难以预估的损害，例如高压输电线路及塔架严重结冰，可能发生拉断、倒塌，造成大规模断电，直接经济损失数以万计；高纬度洋流中船只和破冰船更是面临冻结在冰面难以前进的风险，甚至有人船两失的危险。传统的解决方法一般从融冰除冰出发，但难以从根本上解决问题。大量研究结果表明，当材料表面具有超疏水性能时，水与表面粘附力极弱，很大程度地达到康结冰的效果，即延迟、降低、甚至完全阻止湿雪、冰、霜在表面上大面积覆盖。自然界中存在一些特殊的动植物，天生具有超疏水表面，例如荷叶，由于其微-纳米双重结构，具有特殊的自清洁特性(荷叶效应)。

因此，需要一种新的致密超疏水涂层以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对在现有技术中的不足，提供一种碳基材料与四氧化三铁复合的致密超疏水涂层的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明的碳基材料与四氧化三铁复合的致密超疏水涂层的制备方法可采用如下技术方案：

一种碳基材料与四氧化三铁复合的致密超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：

1)、制备Fe₃O₄粉末；

2)、配制粉粒混合悬浊液；

3)、利用旋转涂抹法在衬底表面制备得到疏水涂层。

更进一步的，步骤1)中Fe₃O₄粉末的制备方法包括以下步骤：

11)、称取FeNO₃·9H₂O、FeSO₄·7H₂O与H₂O，混合均匀得到混合溶液；

12)、向步骤11)中得到的混合溶液中加入氨水将混合溶液的PH调至10，混合溶液中生成黑色沉淀，继续搅拌使其反应充分；

13)、利用磁力分离上清液，并对剩余沉淀物进行清洗，过滤后进行干燥得到Fe₃O₄粉末。

更进一步的，步骤11)中FeNO₃·9H₂O、FeSO₄·7H₂O和H₂O的重量比为4∶1.39∶200。

更进一步的，步骤2)中配制粉粒混合悬浊液包括以下步骤：

21)、称取Fe₃O₄粉末和石墨烯装入反应容器中，并加入PDMS和己烷，对反应容器进行密封；

22)、超声处理使得反应容器中混合物混合均匀得到粉粒混合悬浊液。

更进一步的，步骤21)中Fe₃O₄粉末和石墨烯的重量比为7∶1。