CN103590024A

CN103590024A - 一种防锈超疏水铁的制备方法

Info

Publication number: CN103590024A
Application number: CN201310509037.2A
Authority: CN
Inventors: 袁志庆; 王宪; 宾吉平
Original assignee: Hunan University of Technology
Current assignee: Hunan University of Technology
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2014-02-19

Abstract

本发明公开了一种简单的制备防锈超疏水铁的方法。首先用酒精、稀盐酸超声清洗铁片，随后用水和酒精把表面的盐酸冲洗掉；把清洗的铁片静浸泡（或在超声波的环境下浸泡）在浓度为10-200g/L三氯化铁的酒精溶液中，垂直浸泡20－180分钟；然后取出，并用水和酒精分别清洗；把清洗的铁片在浓度为0.2-4g/L硬脂酸溶液中浸泡0.5－2小时后，取出干燥1－5小时，得到超疏水铁片。所得铁表面与水接触角在150o-161o之间，滚动角小于10o。本发明的超疏水铁具有良好的防锈性和稳定性，本发明提供的方法操作工艺简单、可控性好、成本低、对环境无污染、易于产业化。

Description

一种防锈超疏水铁的制备方法

技术领域

本发明属于超疏水铁制备技术领域,尤其涉及一种简单、能大面积生产的防锈超疏水铁的制备方法。

背景技术

铁是一种光亮银白色金属，具有好的导热导电性和延展性，在日常生活和工农业中应用非常广泛，但是，普通的铁片在潮湿的空气中容易锈蚀，特别是在酸性环境中生锈更快，从而影响铁制品的使用质量和使用周期。并且，铁变成铁锈后，不易于回收利用。因此，铁片表面防锈技术受得了广泛的关注。

近几十年来，受荷叶、芋头叶等天然超疏水表面的启发，人工超疏水材料的研究与应用受到了广泛的关注与重视。目前，科学家们已经研究出了各种人工制备方法，比如自组装、电沉积法、溶胶-凝胶法、相分离法等等，并得了与天然表面类似的超疏水材料。另外，研究表明，超疏水材料不但具有优异的自清洁性，而且还具有良好的抗腐蚀性、抗冰冻性及流体减阻性等。因此，制备超疏水表面对铁的防锈、抗腐蚀等有很好的指导意义；发明一种简单而易于产业化的方法制备超疏水铁片是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种简单而又易于产业化的新方法来制备超疏水铁。

本发明的另一目的之一在于提供一种防锈的超疏水铁。

本发明的超疏水铁与水的接触角在150o~161o之间，水滴在材料表面的滚动角小于10o。

本发明的超疏水铁具有良好的防锈性和稳定性，在相对湿度为50%~85%的环境中放置1－12个月，超疏水性质没有发生多大变化，铁表面没有锈痕。

本发明提供的制备超疏水铁的方法包括如下步骤：

（1）首先用酒精、稀盐酸分别超声清洗30分钟、5分钟，随后用水和酒精把铁表面的盐酸冲洗掉；

（2）配制三氯化铁的酒精溶液；

（3）把清洗的铁片静浸泡在三氯化铁溶液中或在超声波的环境下浸泡在三氯化铁溶液中；

（4）一段时间后把浸泡的铁片从溶液中取出，并用水和酒精分别清洗；

（5）把清洗的铁片浸泡在硬脂酸溶液中，一段时间后取出干燥，得到超疏水铁片。

上述制备步骤(2)-(4)中所述的三氯化铁溶液所用溶剂为无水乙醇，三氯化铁溶液的浓度为10-200g/L。

上述制备步骤(4)中所述的硬脂酸溶液的溶剂为无水乙醇，硬脂酸溶液的浓度为0.02-4g/L。

本发明的超疏水铁片具有极好的自清洁性、防锈性和抗腐蚀性。

与现有技术相比，本发明的超疏水铁片的制备方法无需任何昂贵设备与材料，操作工艺简单、重现性好，对环境无污染，能大面积生产超疏水铁。

附图说明：

图1. 本发明实施例1获得的超疏水铁片的扫描电镜图；

图2. 本发明实施例1获得的超疏水铁片的接触角测试图；

图3. 本发明实施例2获得的超疏水铁片的表面接触角测试图；

图4. 本发明实施例3获得的超疏水铁片的扫描电镜图；

图5. 本发明实施例4获得的超疏水铁片的表面接触角测试图；

图6. 本发明实施例5获得的超疏水铁片的表面接触角测试图。

具体实施方式：

下面结合本发明的具体实施例和附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1：首先用酒精、稀盐酸分别超声清洗30分钟、5分钟，随后用水和酒精把盐酸冲洗掉；配制三氯化铁的酒精溶液，溶液为40g/L；把清洗的铁片垂直静浸泡在三氯化铁溶液中30分钟取出，用水和酒精分别清洗；再把清洗的铁片垂直浸泡在浓度为2g/L硬脂酸溶液中，1小时后取出自然干燥3小时，得到超疏水铁片，表面的微观结构如图1所示，其接触角为154度（如图2），滚动角为4度，并且所得超疏水铁在湿度为80%的环境中放置1个月后，表面仍保持银白色。

实施例2：首先用酒精、稀盐酸分别超声清洗30分钟、5分钟，随后用水和酒精把盐酸冲洗掉；配制三氯化铁的酒精溶液，溶液为20g/L；把清洗的铁片垂直静浸泡在三氯化铁溶液中120分钟取出，用水和酒精分别清洗；再把清洗的铁片垂直浸泡在浓度为1g/L硬脂酸溶液中，1.5小时后取出自然干燥1小时，得到超疏水铁片，其接触角为152度（如图3），滚动角为4度，并且所得超疏水铁在湿度为70%的环境中放置1个月后，表面仍保持银白色。

实施例3：首先用酒精、稀盐酸分别超声清洗30分钟、5分钟，随后用水和酒精把盐酸冲洗掉；配制三氯化铁的酒精溶液，溶液为40g/L；在超声波的环境中把清洗的铁片垂直浸泡在三氯化铁溶液中，120分钟取出，用水和酒精分别清洗；再把清洗的铁片垂直浸泡在浓度为2g/L硬脂酸溶液中，45分钟后取出自然干燥1小时，得到超疏水铁片，表面有的孔状结构（如图4），其接触角为157度，滚动角为3度，并且所得超疏水铁在湿度为80%的环境中放置2个月后，表面仍保持银白色。

实施例4：首先用酒精、稀盐酸分别超声清洗30分钟、5分钟，随后用水和酒精把盐酸冲洗掉；配制三氯化铁的酒精溶液，溶液为150g/L；把清洗的铁片垂直静浸泡在三氯化铁溶液中40分钟取出，用水和酒精分别清洗；再把清洗的铁片垂直浸泡在浓度为0.2g/L硬脂酸溶液中，1小时后取出自然干燥2小时，得到超疏水铁片，其接触角为156度（如图5），滚动角为4度，并且所得超疏水铁在湿度为50%的环境中放置10个月后，表面仍保持银白色。

实施例5：：首先用酒精、稀盐酸分别超声清洗30分钟、5分钟，随后用水和酒精把盐酸冲洗掉；配制三氯化铁的酒精溶液，溶液为150g/L；在超声波的环境中把清洗的铁片垂直浸泡在三氯化铁溶液中，120分钟取出，用水和酒精分别清洗，表面有很多密集的小孔，孔径大小约为0.1－1mm；再把清洗的铁片垂直浸泡在浓度为0.5g/L硬脂酸溶液中，2小时后取出自然干燥4小时，得到超疏水铁片其接触角为159度（如图6），滚动角为3度，并且所得超疏水铁在湿度为60%的环境中放置6个月后，表面仍保持银白色。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种制备防锈超疏水铁片的方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

（1）首先用酒精、稀盐酸分别超声清洗30分钟、5分钟，随后用水和酒精把盐酸冲洗掉；

（2）配制三氯化铁的酒精溶液；

（4）把浸泡的铁片从三氯化铁溶液中取出，并用水和酒精分别清洗；

（5）把清洗的铁片在硬脂酸溶液中浸泡0.5－2小时后，取出干燥1－5小时，得到超疏水铁片。

2.如权利要求1所述的一种防锈超疏水铁的制备方法，其特征在于，三氯化铁溶液所用溶剂为无水乙醇，三氯化铁溶液的浓度为10-200g/L。

3.如权利要求1所述的一种防锈超疏水铁的制备方法，其特征在于，硬脂酸溶液的溶剂为无水乙醇，硬脂酸溶液的浓度为0.2-4g/L。