一種超疏水銅片的製備方法
2023-07-20 16:07:31
專利名稱：一種超疏水銅片的製備方法
技術領域：
本發明涉及在大氣環境中製備超疏水銅片的方法。
背景技術：
金屬及合金由於具有優良的導電、導熱性和一定的強度及和良好的加工性被廣泛應用到船舶、建築、國防以及國民生產得各個部門中。然而，普通金屬在潮溼或腐蝕性環境中，非常容易被腐蝕，從而影響材料的使用壽命，導致其不能正常發揮作用，也給使用者帶來很多不安全因素。在世界範圍內，由金屬腐蝕導致的消耗佔整個工業產品生產的2 3%，每年造成的直接經濟損失達7000億美元，如果將維修費用等間接損失計算在內，這一數字還將大大提高。然而除少數貴金屬(如Au、Pt)外，金屬都有轉變成離子的趨勢。當金屬和周圍介質接觸時，會發生化學和電化學作用而引起金屬的腐蝕。為了解決上述難題，人們一直致力於探索金屬材料的有效防腐問題，至今也取得了不少成果，獲得了很多比較有效的方法。常用的金屬防腐蝕目前大致分為以下幾類金屬的陽極保護、金屬的陰極保護和金屬表面的非金屬塗料保護以及在金屬表面形成鈍化膜來保護。然而上述這些方法所獲得的金屬表面都不具有自清潔性，很容易被汙染。
近年來，受荷葉效應的啟發，與水接觸角大於150°的超疏水表面引起了廣泛的關注。在超疏水表面上，以水為溶劑的液滴通常形成亮晶晶的球形水珠，稍微傾斜一定的角度液滴就會從超疏水表面滾落，由於液滴與超疏水表面的接觸面積非常小，而且極易從超疏水表面滾落，而不能穩定地停留在超疏水表面，因而以水為介質的化學反應以及電化學反應等將得到最大程度的抑制，因此超疏水表面具有防腐蝕、防止電流傳導、抗氧化、防止雪的黏附甚至抑制霜凍等功能。很顯然，如果賦予金屬表面超疏水的性質，金屬表面可以長期保持乾淨漂亮的外觀，而且由於金屬表面的水滴難以停留，長期保持乾燥，因而電化學腐蝕及化學腐蝕等都難以發生，從而提高金屬表面的抗腐蝕性。
銅是一種應用非常廣泛且非常重要的金屬，在銅基體上製備超疏水表面對於提高銅的抗腐蝕性具有重要的意義。
發明內容
本發明的目的之一是在於提供一種新的超疏水表面材料。
本發明的另一目的之一在於提供一種簡單而又易於產業化的方法製備超疏水銅片。
本發明的超疏水銅片與水的接觸角在150° 160°之間，水滴在材料表面的滾動角小於10°。
本發明的超疏水銅片的超疏水性質穩定，在溫度範圍為0 40°C、相對溼度為 20 % 90 %的環境中放置一年，超疏水性質沒有發生變化。
本發明的超疏水銅片的製備方法包括如下步驟
(1)裁剪適當長和寬的銅片。
(2)用去離子水衝洗掉銅片表面的灰塵。
(3)將銅片分別在乙醇和丙酮中浸泡10分鐘後取出烘乾。
(4)將銅片在碳酸氫銨溶液中浸泡0. 5-8小時。
(5)將硬脂酸溶解於乙醇中形成濃度為-2%的溶液。
(6)將碳酸氫銨溶液浸泡後的銅片置於硬脂酸溶液中浸泡30-60分鐘，然後取出烘乾，便可得到超疏水銅片。
本發明的超疏水銅片具有極好的自清潔性。
本發明的超疏水銅片的製備操作工藝簡單、重現性好、無需任何昂貴設備、也不需要複雜的化學處理過程，具有很好的工業化應用前景。
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圖1.本發明實施例1獲得的超疏水銅片接觸角測試圖。
圖2.本發明實施例2獲得的超疏水銅片接觸角測試圖。
具體實施例方式
實施例1
首先，裁剪長寬分別為5cm和3cm的銅片，銅片的厚度為0. 3mm,將裁剪好的銅片用去離子水衝洗掉表面的灰塵，然後在乙醇和丙酮中分別浸泡10分鐘，再將銅片懸吊於碳酸氫銨溶液中在常溫下浸泡3小時，接著在濃度為1 %的硬脂酸溶液中浸泡30分鐘，將浸泡好的銅片取出並在乾燥箱中於50°C的條件下乾燥1小時，便得到了超疏水銅片。用0CA20接觸角測試儀測試該銅片表面的潤溼性，結果表明該表面與水的接觸角為152 士 2° (如圖1 所示)。
實施例2
按照實施例1的方法，將硬脂酸濃度改為2%，獲得的銅片表面與水的接觸角為 153士2° (如圖2所示)。
權利要求
1.一種超疏水銅片，其特徵是該表面與水的接觸角在150° 160°之間，滾動角小於 10°。
2.一種如權利要求1所述的超疏水銅片的製備方法，其特徵為製備步驟包括(1)裁剪適當長和寬的銅片。(2)用去離子水衝洗掉銅片表面的灰塵。(3)將銅片分別在乙醇和丙酮中浸泡10分鐘後取出烘乾。(4)將銅片在碳酸氫銨溶液中浸泡0.5-8小時。(5)將硬脂酸溶解於乙醇中形成濃度為-2%的溶液。(6)將碳酸氫銨溶液浸泡後的銅片置於硬脂酸溶液中浸泡30-60分鐘，然後取出烘乾， 便可得到超疏水銅片。
全文摘要
本發明屬於超疏水表面製備技術領域，提供了一種製備超疏水銅片的新方法。先將銅片裁剪成適長度和寬度，用去離子水衝洗掉銅片表面的灰塵後在乙醇和丙酮中浸泡10分鐘，然後在碳酸氫銨溶液中浸泡0.5-8小時，再在濃度為1％-2％的硬脂酸溶液中浸泡30-60分鐘，然後取出烘乾，便可得到超疏水銅片。該銅片表面與水的接觸角在150°～160°之間，滾動角小於10°。該銅片具有優異的自清潔、防水、抗腐蝕等性能。本發明提供的方法操作工藝簡單、可控性好、成本低、無需複雜的化學處理、也不需要昂貴的設備、易於產業化。
文檔編號B05D7/14GK102489439SQ20111037294
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月22日 優先權日2011年11月22日
發明者王許南, 袁誌慶, 賀捷 申請人:王許南, 袁誌慶, 賀捷