[发明专利]一种含磁超疏水表面制备方法

说明书

本发明公开了一种含磁超疏水表面制备方法，通过在具有阵列凹槽结构的铝合金基底上，预置丙烯酸树脂底层以覆盖基底表面阵列凹槽结构，在底层表面构建有机/无机复合含磁超疏水涂层Fe3O4@SiO2/聚醚醚酮/全氟癸基三乙氧基硅烷，其中，Fe₃O₄@SiO₂纳米粒子用以提高复合薄膜表面粗糙度，低表面能物质全氟癸基三乙氧基硅烷提供疏水源，丙烯酸树脂由于黏结作用确保Fe₃O₄@SiO₂纳米粒子与基材形成牢固的结合，以期在基材表面获得具有机械稳定性的超疏水表面，该表面具有较好的机械稳定性，耐久性，并且结合了优良的磁性能，可以应用于航空材料，医学，生物药学等领域。

技术领域

本发明属于材料领域，涉及一种含磁超疏水表面制备方法。

背景技术

超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子同时具备磁性粒子和纳米粒子的双重优势，在催化剂、靶向药物载体、生物分离、核磁共振成像、磁热疗等领域具有广阔的应用前景。良好的分散性、化学稳定性及生物相容性是其各种应用的前提和基础． 然而，由于纳米效应、磁引力等作用，磁性Fe₃O₄纳米粒子极易团聚，导致其无法直接应用。此外，磁性Fe₃O₄纳米粒子在酸性条件下容易被腐蚀，也大大限制了其应用范围。 因此，分散性与稳定性是磁性Fe₃O₄纳米粒子应用过程中必须解决的问题。

纳米SiO₂具有良好的分散性及抗分解能力，在磁性Fe₃O₄纳米粒子表面包覆一层SiO₂后，能有效地降低粒子的零电点和屏蔽磁引力的相互作用，使粒子具有良好的水溶性、化学稳定性及生物相容性，且SiO₂表面存在丰富的羟基，可使复合粒子易于进一步功能化。但是，超疏水涂层与基材之间的结合性能，由于本身制备必须具有的微纳结构，使得结合性能的提升一直是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种含磁超疏水表面的制备方法，制得的含磁超疏水表面具有较好的耐久性，并且具有优良的磁性能。

实现本发明目的的技术解决方案是：含磁超疏水表面制备方法，在具有阵列凹槽结构的铝合金基底上，预置丙烯酸树脂底层以覆盖基底表面阵列凹槽结构，采用两步法在底层表面构建有机/无机复合含磁超疏水涂层Fe3O4@SiO2 /聚醚醚酮( PEEK )/ 全氟癸基三乙氧基硅烷( FAS)。具体步骤如下：

步骤1，对洁净的铝合金基材表面进行激光刻蚀处理，制得具有阵列凹槽结构的基底，激光刻蚀处理设定参数为：凹槽间距100 um,凹槽直径200 um，加工次数20，加工频率30Hz;

步骤2，在具有阵列凹槽结构的基底表面涂覆丙烯酸树脂的无水乙醇溶液，预置光滑黏性底层；

步骤3，将Fe3O4@SiO2复合粒子分散于N,N-二甲基甲酰胺中，并滴加全氟癸基三乙氧基硅烷,搅拌2h，将聚醚醚酮(PEEK)溶入后制得经全氟癸基三乙氧基硅烷改性后的Fe₃O₄@SiO₂复合纳米粒子溶液，在步骤2所述底层上涂覆该改性溶液,干燥，重复涂覆、干燥，制得含磁超疏水表面。

进一步，步骤1中，将铝合金基材表面经180#、400 #、600 #、800#砂纸逐级打磨去除表面锈层和氧化层，砂纸打磨后，超声清洗，吹干后得到洁净的铝合金基材。

进一步，步骤2中，丙烯酸树脂的无水乙醇溶液质量浓度为20%~40%。

进一步，步骤2中，在具有阵列凹槽结构的基底表面涂覆丙烯酸树脂溶液，自然干燥，预置光滑黏性底层。