CN107974680A - 一种铝基底表面制备超疏油表面的方法 - Google Patents

一种铝基底表面制备超疏油表面的方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种铝基底表面制备超疏油表面的方法，包括步骤：s1、将铝金属基底放置在无水乙醇和高氯酸的混合溶液中进行表面抛光；s2、将抛光后的铝金属基底依次采用无水乙醇和去离子水清洗；s3、将处理后的铝金属基底浸入0.23～0.3mol/L的NaOH溶液中反应3～4小时，反应温度40～60℃；s4、去离子水清洗、干燥；s5、将铝金属基底放入溶解有硬脂酸的乙醇溶液中，修饰10～20分钟；s6、在90～110℃条件下加热1～1.5小时。本案采用热氨水反应的方法在铝基底表面构筑粗糙结构，并通过硬脂酸进行修饰，可以排斥正十六烷等大部分的油滴，其对正十六烷接触角达到153°，滚动角为19°，而且该表面具有良好的化学稳定性，可以抵抗强酸强碱的腐蚀。

Description

一种铝基底表面制备超疏油表面的方法
技术领域
本发明涉及超疏水材料技术领域，特别是涉及一种铝基底表面制备超疏油表面的方法。
背景技术
润湿性是固体表面一种重要的界面现象，表面润湿程度取决于其化学成分及微观形态与几何结构。影响固体表面浸润性的因素主要有两个：(1)表面自由能；(2)表面粗糙度。当表面自由能降低时，其疏水性能就会增强。然而，即使具有最低表面能的光滑表面，其与水的接触角也仅有119°。为了得到更好的疏水效果，需要表面具有一定的粗糙度。疏水又疏油的表面为双疏表面，与水和油的接触角都大于150°的表面为超双疏表面。超疏水和超双疏界面材料在工农业生产上和人们的日常生活中都有非常广阔的应用前景。超双疏界面材料可涂在轮船的外壳和燃料储备箱上，可以达到防污、防腐的效果；同时还可以将MEMS器件的表面制作超双疏层，可实现液体的减阻，提高MEMS器件的工作寿命；在将它应用于石油管道的运输过程中，可以防止石油对管道壁粘附，从而减少运输过程中的损耗，并防止管道堵塞；将它用于水中运输工具或水下核潜艇上，可以减少水的阻力，提高行驶速度。正是由于这类表面现象在工农业生产上和日常生活中都是非常重要的，因此这方面的研究引起了人们的极大兴趣。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝基底表面制备超疏油表面的方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开一种铝基底表面制备超疏油表面的方法，包括步骤：
s1、将铝金属基底放置在无水乙醇和高氯酸的混合溶液中进行表面抛光；
s2、将抛光后的铝金属基底依次采用无水乙醇和去离子水清洗；
s3、将处理后的铝金属基底浸入0.23～0.3mol/L的NaOH溶液中反应3～4小时，反应温度40～60℃；
s4、去离子水清洗、干燥；
s5、将铝金属基底放入溶解有硬脂酸的乙醇溶液中，修饰10～20分钟；
s6、在90～110℃条件下加热1～1.5小时。
优选的，在上述的铝基底表面制备超疏油表面的方法中，所述步骤s1中，表面抛光条件满足：抛光电压：15～20V；温度2～7℃；抛光时间4～8分钟。
优选的，在上述的铝基底表面制备超疏油表面的方法中，所述步骤s1中，无水乙醇和高氯酸的体积比为3:1～4:1。
优选的，在上述的铝基底表面制备超疏油表面的方法中，所述步骤s5中，硬脂酸的含量为2.1～3.3wt％。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本案采用热氨水反应的方法在铝基底表面构筑粗糙结构，并通过硬脂酸进行修饰，可以排斥正十六烷等大部分的油滴，其对正十六烷接触角达到153°，滚动角为19°，而且该表面具有良好的化学稳定性，可以抵抗强酸强碱的腐蚀。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
本实施例中，铝基底表面制备超疏油表面的方法，包括：
1、将铝金属基底放置在无水乙醇和高氯酸的混合溶液中进行表面抛光，抛光电压：20V；温度7℃；抛光时间8分钟，无水乙醇和高氯酸的体积比为4:1；
2、将抛光后的铝金属基底依次采用无水乙醇和去离子水清洗；
3、将处理后的铝金属基底浸入0.3mol/L的NaOH溶液中反应4小时，反应温度60℃；
4、去离子水清洗、干燥；
5、将铝金属基底放入溶解有硬脂酸的乙醇溶液中，硬脂酸的含量为3.3wt％，修饰100分钟；
6、在100℃条件下加热1.5小时。
本实施例采用热氨水反应的方法在铝基底表面构筑粗糙结构，并通过硬脂酸进行修饰，可以排斥正十六烷等大部分的油滴，其对正十六烷接触角达到153°，滚动角为19°，而且该表面具有良好的化学稳定性，可以抵抗强酸强碱的腐蚀。
实施例2
本实施例中，铝基底表面制备超疏油表面的方法，包括：
1、将铝金属基底放置在无水乙醇和高氯酸的混合溶液中进行表面抛光，抛光电压：20V；温度5℃；抛光时间5分钟，无水乙醇和高氯酸的体积比为3:1；
2、将抛光后的铝金属基底依次采用无水乙醇和去离子水清洗；
3、将处理后的铝金属基底浸入0.23mol/L的NaOH溶液中反应4小时，反应温度60℃；
4、去离子水清洗、干燥；
5、将铝金属基底放入溶解有硬脂酸的乙醇溶液中，硬脂酸的含量为2.5wt％，修饰20分钟；
6、在110℃条件下加热1小时。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (4)

1.一种铝基底表面制备超疏油表面的方法，其特征在于，包括步骤：
s1、将铝金属基底放置在无水乙醇和高氯酸的混合溶液中进行表面抛光；
s2、将抛光后的铝金属基底依次采用无水乙醇和去离子水清洗；
s3、将处理后的铝金属基底浸入0.23～0.3mol/L的NaOH溶液中反应3～4小时，反应温度40～60℃；
s4、去离子水清洗、干燥；
s5、将铝金属基底放入溶解有硬脂酸的乙醇溶液中，修饰10～20分钟；
s6、在90～110℃条件下加热1～1.5小时。
2.根据权利要求1所述的铝基底表面制备超疏油表面的方法，其特征在于：所述步骤s1中，表面抛光条件满足：抛光电压：15～20V；温度2～7℃；抛光时间4～8分钟。
3.根据权利要求1所述的铝基底表面制备超疏油表面的方法，其特征在于：所述步骤s1中，无水乙醇和高氯酸的体积比为3:1～4:1。
4.根据权利要求1所述的铝基底表面制备超疏油表面的方法，其特征在于：所述步骤s5中，硬脂酸的含量为2.1～3.3wt％。
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