超疏水铜表面的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106757016A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201611008821.5(22)申请日2016.11.16(71)申请人陕西盛迈石油有限公司地址710065陕西省西安市高新区沣惠南路36号橡树街区1号楼10610室(72)发明人王耀斌(74)专利代理机构西安亿诺专利代理有限公司61220代理人贾苗苗(51)Int.Cl.C23C26/00(2006.01)B05D5/08(2006.01)权利要求书1页说明书2页(54)发明名称超疏水铜表面的制备方法(57)摘要本发明涉及功能材料技术领域，具体涉及一种超疏水铜表面的制备方法。超疏水铜表面的制备方法，包括如下步骤：（1）铜的预处理。（2）铜基上沉积蜡烛灰超疏水涂层。本发明通过在铜表面沉积蜡烛灰制备出了纳米网状结构超疏水铜表面,该表面在室温下与水滴的接触角为160°,滚动角为１°；在环境温度为（-40±10）℃、相对湿度为65％的条件下,从5cm高处滴至超疏水铜试样表面的水滴可以快速滚落,而滴至普通铜表面的水滴2s内开始结冰。普通铜表面与冰的黏附力是超疏水铜表面与冰的黏附力的4.9倍。与普通的铜表面相比,超疏水铜表面显示了良好的疏水性和抑冰性能。CN106757016ACN106757016A权利要求书1/1页1.超疏水铜表面的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）铜的预处理：将铜片用100mL无水乙醇,100mL稀释后的盐酸先后在超声波环境下分别清洗10min以除去铜表面的杂质、有机物和氧化物,再用无水乙醇清洗掉表面残留的盐酸；（2）铜基上沉积蜡烛灰超疏水涂层：首先在清洗并干燥后的铜片上贴上双面胶,将贴有双面胶的铜片放在万用炉上加热至双面胶上胶黏剂的熔点,然后撕去双面胶从而在铜片表面留下一层均匀的胶黏层；其次点燃蜡烛,待火焰基本稳定时,火焰高大约为３cm,接着把粘有胶黏层的铜片平放在蜡烛火焰的上方沉积蜡烛灰,沉积５min后将铜片取下并在常温下冷却10min,便得到超疏水铜表面。2.根据权利要求1所述的超疏水铜表面的制备方法，其特征在于：所述的将铜片裁成3cm×3cm×0.2mm的小块。3.根据权利要求1所述的超疏水铜表面的制备方法，其特征在于：所述的稀释后的盐酸为将浓盐酸与水按照1：30的体积比进行混合。2CN106757016A说明书1/2页超疏水铜表面的制备方法技术领域[0001]本发明涉及功能材料技术领域，具体涉及一种超疏水铜表面的制备方法。背景技术[0002]铜是一种导电和导热性能良好的有色金属，在工农业和人们日常生活中应用非常广泛。但当铜质零部件在低温潮湿环境中运行时，由于铜表面能较高，水分子易吸附聚集在铜表面，因而极易结冰，严重影响了铜产品的导热和导电性能，给产品和设备的正常工作带来了极大危害。[0003]近年来，受荷叶等天然超疏水表面的启发，与水接触角大于150°、滚动角小于10°的仿生超疏水表面材料的研究受到了广泛的关注。已有研究表明，如果赋予材料表面超疏水性，不但可以提高材料表面的疏水性还可以抑制和延缓材料表面结冰速度。采用化学沉积法将铝基材浸泡在氯化铜溶液中从而在铝表面构建了不规则的铜树枝微纳结构，然后使用氟硅烷进行修饰，获得了接触角高达170°，滚动角小于5°的超疏水表面；或者首先采用磁控溅射方法在铜片上制备类荷叶的微纳结构，然后使用四氟甲烷修饰获得了超疏水铜并研究了超疏水铜表面在环境温度为-10.1℃，相对湿度为40％条件下的结冰过程，发现在超疏水铜表面的冰层与普通铜片上的相比，结构比较脆弱、蓬松，冰层容易被去除;采用电火花微加工和化学氧化法在铜片上获得微纳米结构超疏水表面并研究超疏水表面在环境温度为-10℃、相对湿度为50％条件下的结冰过程，发现超疏水铜表面能够延长水滴结冰时间;利用飞秒激光在铜表面制备了一系列微纳米粗糙结构，再用低表面能物质十三氟辛基三乙氧基硅烷修饰获得超疏水铜表面，并研究了超疏水铜表面在环境温度为-5和-10℃下水滴的结冰过程，结果表明，超疏水铜表面可以延迟水滴结冰，延迟效果与超疏水表面对水的粘附性有关，具有低粘附性的超疏水表面具有更优异的抑冰性能。[0004]然而，到目前为止，关于超疏水铜表面在低于-10℃条件下的抑冰性报道很少，而且目前文献报道的超疏水铜制备方法大多数要么需要苛刻的制备条件，要么制备时间太长.因此，发展制备时间更短、制备过程更简单的方法制备超疏水铜并研究超疏水铜在低于-10℃条件下的抑冰性具有非常重要的意义。发明内容[0005]本发明旨在针对上述问题，提出一种超疏水铜表面的制备方法。[0006]本发明的技术方案在于：超疏水铜表面的制备方法，包括如下步骤：（1）铜的预处理：将铜片用100mL无水乙醇，100m