一种超双疏金属表面的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102888588102888588B(45)授权公告日2014.08.06(21)申请号201210352112.4(22)申请日2012.09.20(73)专利权人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人刘克松张玺瑶江雷(74)专利代理机构北京永创新实专利事务所11121代理人姜荣丽(51)Int.Cl.C23C14/14(2006.01)C23C14/24(2006.01)C23C14/02(2006.01)B05D5/08(2006.01)审查员何丹丹权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图7页附图7页(54)发明名称一种超双疏金属表面及其制备方法(57)摘要本发明提出一种超双疏金属表面的制备方法，属于金属基材表面处理领域，包括金属基底的预处理、金属基底附着碳颗粒、将金属基底上沉积四乙氧基硅烷、将金属基底放入马弗炉中退火、继续沉积聚全氟烷基硅氧烷的步骤，得到的表面具有超双疏性。该超双疏性表面对pH值为0-14之间的水溶液以及各类油滴均达到超疏，其中对水的接触角为171℃，滚动角小于1℃。对润滑油食用油原油等油滴的接触角均大于150°，滚动角一般都小于10°。该方法制备的超双疏金属材料具有较高的稳定性，能在数月内仍能保持稳定的性能，可广泛应用于科研、医学、生物等重要领域。CN102888588BCN10285BCN102888588B权利要求书1/1页1.一种超双疏金属表面的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括以下几个步骤：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；具体为：片状金属基底一面置于石蜡火焰上方灼烧，每个位置烧灼5～10s，会附着一层30～40nm黑色的碳颗粒，随着碳颗粒的附着，慢慢移动金属基底，直至碳颗粒布满整个金属基底；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；具体为：金属基底置于真空干燥器中放置24h以上，使四乙氧基硅烷气相沉积在金属基底表面，取出备用；在所述的真空干燥器中分别放置有体积比为1:1的四乙氧基硅烷和氨水；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；真空干燥器内聚全氟烷基硅氧烷0.05～0.3mL；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。2.根据权利要求1所述的一种超双疏金属表面的制备方法，其特征在于：所述的金属基底预处理具体为：先用去离子水超声清洗；然后用无水乙醇超声清洗；再次用氢氧化钠或盐酸溶液腐蚀清洗。3.根据权利要求2所述的一种超双疏金属表面的制备方法，其特征在于：所述的腐蚀清洗具体为：金属基底放入0.5～1mol/L的氢氧化钠或盐酸溶液中腐蚀20～60min，温度60～90℃烘干后取出待用。4.一种超双疏金属表面，其特征在于：采用权利要求1所述的制备方法，所述的超双疏金属表面对不同PH值水溶液的静态接触角数值均大于170°，对食用油的静态接触角数值均大于150°。5.根据权利要求4所述的一种超双疏金属表面，其特征在于：所述的超双疏金属表面为微-纳米结构。2CN102888588B说明书1/6页一种超双疏金属表面及其制备方法技术领域[0001]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[0002]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[0