一種超疏水金屬絲網(wǎng)的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種超疏水金屬絲網(wǎng)的制備方法，包括以下工藝步驟：〈1>將金屬絲網(wǎng)浸在正己烷中超聲清洗，氮?dú)飧稍?，置入丙酮超聲清洗，氮?dú)獯蹈?；?>配制氟化烷基硅氧烷乙醇溶液和氫氧化鉀水溶液；將氫氧化鉀水溶液逐滴加入上述乙醇溶液，磁力攪拌；將析出的氟化多面體低聚倍半硅氧烷固體取出并清洗、過(guò)濾、干燥，然后溶于二氟二氯甲烷中；〈3>將氟化多面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶液均勻涂覆在金屬絲網(wǎng)表面，氮?dú)獯蹈?；?>將金屬絲網(wǎng)烘干，冷卻。用本發(fā)明方法制備的超疏水涂層接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于5°，具有良好的自清潔性和防腐性，延長(zhǎng)金屬絲網(wǎng)的使用壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種超疏水金屬絲網(wǎng)的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬表面改性技術(shù)，具體涉及一種超疏水金屬絲網(wǎng)的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 超疏水是一種常見(jiàn)自然界現(xiàn)象，很多生物都具有超疏水的表面，如蓮花葉、水稻 葉、芋頭葉和屎殼螂表殼。超疏水表面一般定義為水的接觸角大于150°、滾動(dòng)角小于10° 的表面?？茖W(xué)研究表明，超疏水性質(zhì)是由粗糙結(jié)構(gòu)表面和低表面能這兩方面因素共同決 定。超疏水表面具有很多獨(dú)特的表面特性：如自清潔性、防污性、防霧和防結(jié)冰等性質(zhì)，這些 優(yōu)點(diǎn)使得其在人類(lèi)生活的各個(gè)領(lǐng)域都具有巨大的潛在應(yīng)用前景。
[0003] 然而在自然環(huán)境中，超疏水表面很容易遭到破壞：一方面是由于大氣中的沙塵污 染或陽(yáng)光中的紫外線對(duì)超疏水表面的低表面能物質(zhì)的破壞，另一方面是由于機(jī)械外力破壞 了超疏水表面的結(jié)構(gòu)。因此，制備一種牢固的超疏水涂層來(lái)延長(zhǎng)超疏水表面的使用壽命就 變得尤為重要。
[0004] 金屬絲網(wǎng)如鐵絲網(wǎng)，銅絲網(wǎng)和不銹鋼絲網(wǎng)是我國(guó)傳統(tǒng)的工業(yè)品，在科研、生產(chǎn)和生 活等許多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，目前金屬絲網(wǎng)在石油、化工、汽車(chē)、造 紙、食品、建筑、航空、航天等產(chǎn)業(yè)和高科技領(lǐng)域的應(yīng)用更加頻繁。因此，對(duì)于金屬絲網(wǎng)的防 水吸附和防水腐蝕的需求更加迫切。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種可以在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的金屬絲網(wǎng)表面上大面積 的制備具有良好自清潔性和防腐性的超疏水涂層、有效延長(zhǎng)金屬絲網(wǎng)使用壽命的超疏水金 屬絲網(wǎng)的制備方法，而且工藝簡(jiǎn)單、原料易得、成本低、利于推廣。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種超疏水金屬絲網(wǎng)的制備方法，包括以下工藝步驟：
[0008] 〈1>將金屬絲網(wǎng)浸泡在正己烷中超聲清洗5分鐘，取出，用氮?dú)飧稍?，置入丙酮?再超聲清洗5分鐘，取出并氮?dú)獯蹈桑?br> [0009] 〈2>先配制濃度為0. 3 - 0. 6克/毫升的氟化烷基硅氧烷乙醇溶液；再配制質(zhì)量 濃度為〇. 6-1. 0%的氫氧化鉀蒸餾水溶液；然后將氫氧化鉀水溶液逐滴加入上述乙醇溶液 中，磁力攪拌24 - 36小時(shí)；將反應(yīng)析出的氟化多面體低聚倍半硅氧烷固體取出，蒸餾水清 洗后過(guò)濾、干燥，然后溶解于二氟二氯甲烷中，配置成氟化多面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯 甲烷溶液；
[0010] 〈3>將步驟〈2>所得氟化多面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶液均勻涂覆在金 屬絲網(wǎng)的表面上,氮?dú)獯蹈桑?br> [0011] 〈4>將金屬絲網(wǎng)置于70攝氏度烘箱中烘3小時(shí)，取出后，在干燥皿中冷卻至室溫， 即得超疏水金屬絲網(wǎng)。
[0012] 所述氟化烷基硅氧烷為1，1，2, 2-四氫-氟十六烷基硅氧烷、1，1，2, 2-四氫-氟 戊烷基硅氧烷、1，1，2, 2-四氫-氟己烷基硅氧烷、1，1，2, 2-四氫-氟辛烷基硅氧烷、 1，1，2, 2-四氫-氟癸烷基硅氧烷、1，1，2, 2-四氫-氟十二烷基硅氧烷、1，1，2, 2-四氫-氟 十四烷基硅氧烷、1，1，2, 2-四氫-氟十八烷基硅氧烷、全氟戊烷基硅氧烷、全氟己烷基硅氧 烷、全氟辛烷基硅氧烷、全氟癸烷基硅氧烷、全氟十二烷基硅氧烷、全氟十四烷基硅氧烷或 全氟十八烷基硅氧烷。
[0013] 所述的金屬絲網(wǎng)材料為銀、銅、鉻、金、鋁、鈦、鋼、鐵或鎢。
[0014] 所述步驟〈3>中涂覆氟化多面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶液的方法為浸 涂、旋涂或嗔涂。
[0015] 所述氟化多面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶液的濃度為0. 001 - I. 〇mol/L。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0017] 1、用本發(fā)明方法制備的超疏水涂層接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于5°，可以在復(fù) 雜結(jié)構(gòu)的金屬絲網(wǎng)表面上大面積的制備；
[0018] 2、工藝簡(jiǎn)單，原料易得，成本低；
[0019] 3、用本發(fā)明方法制備的超疏水涂層具有良好的自清潔性和防腐性，有效地延長(zhǎng)金 屬絲網(wǎng)的使用壽命。

【具體實(shí)施方式】：
[0020] 實(shí)施例1:
[0021] 將鋼絲網(wǎng)浸泡在正己烷中超聲清洗5分鐘，取出、氮?dú)飧稍锖?，置入丙酮中再超?清洗5分鐘，取出并氮?dú)獯蹈?。先配制濃度?. 3克/毫升的1，1，2, 2-四氫-氟十六烷基 硅氧烷的乙醇溶液；再配制質(zhì)量濃度為0. 6 %的氫氧化鉀蒸餾水溶液；然后將氫氧化鉀水 溶液逐滴加入1，1，2, 2-四氫-氟十六烷基硅氧烷的乙醇溶液中，并磁力攪拌36小時(shí)。反 應(yīng)后，有白色固體的產(chǎn)物氟化多面體低聚倍半硅氧烷析出。將氟化多面體低聚倍半硅氧烷 固體取出經(jīng)蒸餾水清洗后過(guò)濾、干燥。干燥后的固體粉末溶解于二氟二氯甲烷中，配置成濃 度為0. OOlmol/L的氟化多面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶液。將上述處理好的鋼絲 網(wǎng)垂直水平面懸掛并以100毫米/分鐘的速度浸入氟化多面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲 烷溶液中，并在溶液中停留1分鐘，然后以100毫米/分鐘的速度提拉出來(lái)。將鋼絲網(wǎng)水平 放置并氮?dú)獯蹈?。將鋼絲網(wǎng)置于70攝氏度烘箱中烘3小時(shí)，取出后，在干燥皿中冷卻至室 溫即可。鋼絲網(wǎng)上的自修復(fù)超疏水涂層，其接觸角為155°，滾動(dòng)角小于2°。
[0022] 實(shí)施例2:
[0023] 將銅絲網(wǎng)浸泡在正己烷中超聲清洗5分鐘，取出、氮?dú)飧稍锖?，置入丙酮中再超?清洗5分鐘，取出并氮?dú)獯蹈伞Ｏ扰渲茲舛葹?. 4克/毫升的1，1，2, 2-四氫-氟癸烷基硅 氧烷的乙醇溶液；再配制質(zhì)量濃度為0. 7%的氫氧化鉀蒸餾水溶液；然后將氫氧化鉀水溶 液逐滴加入1，1，2, 2-四氫-氟癸烷基硅氧烷的乙醇溶液中，并磁力攪拌24小時(shí)。反應(yīng)后， 有白色固體的產(chǎn)物氟化多面體低聚倍半硅氧烷析出。將氟化多面體低聚倍半硅氧烷固體取 出經(jīng)蒸餾水清洗后過(guò)濾、干燥，然后溶解到二氟二氯甲烷中，配置成濃度為0.01m 〇l/L的氟 化多面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶液。將處理好的銅絲網(wǎng)垂直水平面懸掛，用連接 在氮?dú)馍系膰姌尠焉鲜龇嗝骟w低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶液噴涂到銅絲網(wǎng)上，噴 涂壓強(qiáng)為3Bar，噴涂距離為10cm，氟化多面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶液噴涂量為 0. lmL/cm2,之后將銅絲網(wǎng)水平放置并氮?dú)獯蹈?。將銅絲網(wǎng)置于70攝氏度烘箱中烘3小時(shí)， 取出后，在干燥皿中冷卻至室溫即可。銅絲網(wǎng)上的自修復(fù)超疏水涂層，其接觸角為157°，滾 動(dòng)角小于2°。
[0024] 實(shí)施例3:
[0025] 將鎢絲網(wǎng)浸泡在正己烷中超聲清洗5分鐘，取出、氮?dú)飧稍锖?，置入丙酮中再超?清洗5分鐘，取出并氮?dú)獯蹈伞Ｏ扰渲茲舛葹?. 5克/毫升的1，1，2, 2-四氫-氟辛烷基硅 氧烷的乙醇溶液；再配制質(zhì)量濃度為0. 8%的氫氧化鉀蒸餾水溶液；然后將氫氧化鉀水溶 液逐滴加入1，1，2, 2-四氫-氟辛烷基硅氧烷的乙醇溶液中，并磁力攪拌24小時(shí)。反應(yīng)后， 有白色固體的產(chǎn)物氟化多面體低聚倍半硅氧烷析出。將氟化多面體低聚倍半硅氧烷固體取 出經(jīng)蒸餾水清洗后過(guò)濾、干燥，然后溶解到二氟二氯甲烷中，配置成濃度為0. 5mol/L的氟 化多面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶液。將上述處理好的鎢絲網(wǎng)垂直水平面懸掛，并 以80毫米/分鐘的速度浸入氟化多面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶液中并在溶液中 停留1分鐘，然后以80毫米/分鐘的速度提拉出來(lái)。將鎢絲網(wǎng)水平放置并氮?dú)獯蹈?。將鎢 絲網(wǎng)置于70攝氏度烘箱中烘3小時(shí)，取出后，在干燥皿中冷卻至室溫即可。鎢絲網(wǎng)上的自 修復(fù)超疏水涂層，其接觸角為155°，滾動(dòng)角小于2°。
[0026] 實(shí)施例4 :
[0027] 將鋁絲網(wǎng)浸泡在正己烷中超聲清洗5分鐘，取出、氮?dú)飧稍锖?，置入丙酮中再超?清洗5分鐘，取出并氮?dú)獯蹈伞Ｏ扰渲茲舛葹?. 6克/毫升的1，1，2, 2-四氫-氟戊烷基硅 氧烷的乙醇溶液；再配制質(zhì)量濃度為1. 0 %的氫氧化鉀蒸餾水溶液；然后將氫氧化鉀水溶 液逐滴加入1，1，2, 2-四氫-氟戊烷基硅氧烷的乙醇溶液中，并磁力攪拌24小時(shí)。反應(yīng)后， 有白色固體的產(chǎn)物氟化多面體低聚倍半硅氧烷析出。將氟化多面體低聚倍半硅氧烷固體取 出經(jīng)蒸餾水清洗后過(guò)濾、干燥，然后溶解于二氟二氯甲烷中，配置成濃度為l.Omol/L的氟 化多面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶液。將上述處理好的鋁絲網(wǎng)垂直水平面懸掛，用 連接在氮?dú)馍系膰姌尠焉鲜龇嗝骟w低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶液噴涂到鋁絲網(wǎng) 上，噴涂壓強(qiáng)為1.5Bar，噴涂距離為10cm，氟化多面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶液 噴涂量為0. 15mL/cm2,將鋁絲網(wǎng)水平放置并氮?dú)獯蹈?。將鋁絲網(wǎng)置于70攝氏度烘箱中烘 3小時(shí)，取出后，在干燥皿中冷卻至室溫即可。鋁絲網(wǎng)上的自修復(fù)超疏水涂層，其接觸角為 160°，滾動(dòng)角小于Γ。
【權(quán)利要求】
1. 一種超疏水金屬絲網(wǎng)的制備方法，其特征在于，包括以下工藝步驟： 〈1>將金屬絲網(wǎng)浸泡在正己烷中超聲清洗5分鐘，取出，用氮?dú)飧稍?，置入丙酮中再?聲清洗5分鐘，取出并氮?dú)獯蹈桑? 〈2>先配制濃度為0. 3 - 0. 6克/毫升的氟化烷基硅氧烷乙醇溶液；再配制質(zhì)量濃度為 0. 6-1. 0%的氫氧化鉀蒸餾水溶液；然后將氫氧化鉀水溶液逐滴加入上述乙醇溶液中，磁力 攪拌24 - 36小時(shí)；將反應(yīng)析出的氟化多面體低聚倍半硅氧烷固體取出，蒸餾水清洗后過(guò) 濾、干燥，然后溶解于二氟二氯甲烷中，配置成氟化多面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶 液； 〈3>將步驟〈2>所得氟化多面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶液均勻涂覆在金屬絲 網(wǎng)的表面上，氮?dú)獯蹈桑? 〈4>將金屬絲網(wǎng)置于70攝氏度烘箱中烘3小時(shí)，取出后，在干燥皿中冷卻至室溫，即得 超疏水金屬絲網(wǎng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超疏水金屬絲網(wǎng)的制備方法，其特征在于：所述氟化 烷基硅氧烷為1，1，2, 2-四氫-氟十六烷基硅氧烷、1，1，2, 2-四氫-氟戊烷基硅氧烷、 1，1，2, 2-四氫-氟己燒基娃氧燒、1，1，2, 2-四氫-氟半燒基娃氧燒、1，1，2, 2-四氫-氟 癸烷基硅氧烷、1，1，2, 2-四氫-氟十二烷基硅氧烷、1，1，2, 2-四氫-氟十四烷基硅氧烷、 1，1，2, 2-四氫-氟十八烷基硅氧烷、全氟戊烷基硅氧烷、全氟己烷基硅氧烷、全氟辛烷基硅 氧烷、全氟癸烷基硅氧烷、全氟十二烷基硅氧烷、全氟十四烷基硅氧烷或全氟十八烷基硅氧 燒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超疏水金屬絲網(wǎng)的制備方法，其特征在于：所述的金屬 絲網(wǎng)材料為銀、銅、鉻、金、鋁、鈦、鋼、鐵或鎢。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超疏水金屬絲網(wǎng)的制備方法，其特征在于：所述步驟〈3> 中涂覆氟化多面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶液的方法為浸涂、旋涂或噴涂。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超疏水金屬絲網(wǎng)的制備方法，其特征在于：所述氟化多 面體低聚倍半硅氧烷二氟二氯甲烷溶液的濃度為〇. 001 - I. 〇mol/L。
【文檔編號(hào)】C23C22/02GK104213108SQ201410437291
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月30日
【發(fā)明者】莫宇飛, 盧朝霞, 劉宇恒 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)