[发明专利]一种磁响应超疏水表面的制备方法及装置

说明书

本申请提供了一种磁响应超疏水表面的制备方法及装置，涉及化学工艺技术领域。其中，先在二氯甲烷中溶解羰基铁粉、聚二甲基硅氧烷配制沉积溶液，再将沉积溶液与空气混合，并通过连接静电发生器的静电空气雾化器对沉积溶液进行雾化，在预设喷涂距离下，通过静电空气雾化器依次将雾化的沉积溶液喷涂在基板的两侧，形成磁响应超疏水表面，通过空气混合、静电雾化结合的方式，使得沉积溶液在库仑力、气动力和表面张力下充分雾化，使得喷涂的颗粒致密均匀，在提高雾化效率的同时，提高了溶液利用率，减少了环境污染，能够高效、低廉的制备磁响应超疏水表面。

技术领域

本申请涉及化学工艺技术领域，特别是涉及一种磁响应超疏水表面的制备方法及装置。

背景技术

换热设备是使热量从热流体传递到冷流体的设备，广泛应用于化工、机械、食品加工等生产制造领域，以及供热、空调等生活领域，主要作用于换热、浓缩、灭菌、冷凝、蒸发等工艺。其中，换热设备的结霜是应用中导致传热效率降低、热泵运行能耗增加、影响空气流通，甚至烧毁压缩机以影响换热设备安全运行的主要问题。

换热设备的结霜通常是冷凝结霜，即在换热设备表面先液滴冷凝、冻结，再由霜晶在冷冻液滴上生成和生长结霜，该过程中冻结通过固液界面的异相成核过程完成，且不同液滴的冻结过程是相互独立的。

目前，采用在换热设备上制备疏水表面，疏水表面上液滴与表面的接触角较大，核位垒较高，在超疏水表面中可以实现液滴与表面之间以悬浮的Cassie状态存在，有效降低液滴与表面的接触面积，从而减慢液滴在表面的冻结时间，从而起到抑霜的效果，且在表面异相成核和凝结时，由于疏水表面较低的黏附力使得液滴在冻结前易被扫落，或者液滴合并后能够以弹跳、脱落的形式离开表面，避免结霜。

通常，将接触角小于90°的表面称为亲水表面，接触角大于90°的表面称为疏水表面，接触角大于150°，接触角滞后小于10°，滚动角小于5°且液滴呈稳定Cassie(卡西)状态的表面为超疏水表面。目前制备超疏水表面的方法要求溶液具有良好的导电性，使得对溶液和基板的要求高，制备成本高，且溶液利用率低，环境污染大，雾化效率低使得疏水表面制备效率低。

发明内容

本申请提供一种磁响应超疏水表面的制备方法及装置，旨在提高制备过程中的溶液利用率、雾化效率，降低环境污染、制备成本，从而提高超疏水表面的制备效率。

第一方面，本申请实施例提供了一种磁响应超疏水表面的制备方法，该方法可以包括：

在二氯甲烷中溶解羰基铁粉、聚二甲基硅氧烷，获得沉积溶液；

将所述沉积溶液与空气混合，并通过连接静电发生器的静电空气雾化器对所述沉积溶液进行雾化；

在预设喷涂距离下，通过所述静电空气雾化器依次将雾化的沉积溶液喷涂在基板的两侧，形成磁响应超疏水表面，并在喷涂过程中于所述基板远离喷涂侧的表面放置磁铁，所述基板与雾化的所述沉积溶液的电荷相反。

可选地，所述磁响应超疏水表面包括阵列分布的微柱，所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，在无磁场作用下处于柔性状态。

可选地，所述沉积溶液中所述羰基铁粉的质量分数为20％～25％、所述聚二甲基硅氧烷的质量分数为15％～20％、所述二氯甲烷的质量分数为60％～65％。

可选地，所述静电发生器向所述静电空气雾化器提供的静电电压为-8kV～-16kV。

可选地，所述在预设喷涂距离下，通过所述静电空气雾化器依次将雾化的沉积溶液喷涂在基板的两侧，并在喷涂过程中于所述基板远离喷涂侧的表面放置磁铁，包括：

在所述预设喷涂距离下，通过所述静电空气雾化器向所述基板的第一侧喷涂雾化的所述沉积溶液，并在喷涂过程中于所述基板的第二侧放置所述磁铁，所述第一侧与所述第二侧相对；

对所述第一侧进行固化；