对复杂液相具有疏液特性且消除静电累积表面的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种对复杂液相具有疏液特性且消除静电累积表面的制备方法，包括以下步骤：(1)以有机材料或无机材料为基底并将基底清洗干净；(2)配置含有导电分散相的喷涂液，其中所述导电分散相选自金、银、铜、石墨烯，所述喷涂液的溶剂选自乙醇、正己烷、甲苯，所述喷涂液的溶质为含氟基团的硅氧烷或氯硅烷；(3)将配置好的喷涂液搅拌均匀；(4)将搅拌均匀的喷涂液置于喷枪中，对准基底进行均匀喷射；(5)将喷涂完成后的基底烘干即得到对复杂液相具有疏液特性且可消除静电累积的功能表面。通过喷涂液浓度的调整和简单的喷涂方式使固体表面快速具有疏液特性且具有消除静电特性。

Fabrication of electrostatic accumulative surfaces with sparse properties for complex liquid phases

The present invention discloses a preparation method for removing electrostatic accumulation surface of complex liquid phase, which includes the following steps: (1) cleaning the base with organic or inorganic materials; (2) configuring a spray solution containing conductive dispersing phase, in which conductive dispersing phase is selected from gold, silver, copper and graphene. The solvent of the spraying solution is selected from ethanol, n-hexane and toluene, and the solution of the spraying solution is siloxane or chlorosilane containing fluorine group; (3) mixing the spraying liquid evenly; (4) placing the spraying liquid with uniform stirring in the spraying gun and spraying evenly on the aligned base; (5) drying the spraying base to obtain it. For complex liquid phase, it has the characteristics of liquid sparseness and can eliminate the accumulation of static electricity on the functional surface. By adjusting the concentration of spraying solution and simple spraying method, the solid surface can quickly possess the characteristics of liquid sparseness and eliminating static electricity.

【技术实现步骤摘要】
对复杂液相具有疏液特性且消除静电累积表面的制备方法
本专利技术属于功能表界面制备
，具体涉及一种对复杂液相具有疏液特性且消除静电累积表面的制备方法。
技术介绍
自然界很多动植物具有的特殊疏水表面性能引起了人们广泛关注，疏水特性是指材料表面与接触液体具有不浸润特性。受到自然界界面性能的启发，现已开发出多种类型的疏水或疏油材料，这些功能材料均在国防建设、工农业生产和日常生活中都有着极其广阔的应用前景。现大部分制备的疏水或疏油表面，针对的接触液体均是单一连续相的水或者有机溶剂等，液相为单一组分且具有连续性。而疏液表面最终能否真正实现疏液特性，而实际生产生活中常见的固液界面现象的接触液相为悬浮状流体、非牛顿流体或含固相颗粒的非连续相，这与现已研究的固液界面具有截然不同的界面特性，对疏液性能的表现也具有十分重要的影响。同时在生产生活中，大多浆料液相与固体表面接触时通常表现为动态特性，而非静止状态，此时当液相为非连续相的含固相颗粒流体时，固液界面的滚动滑动摩擦会产生大量静电荷，电荷累积对界面特性和流体本身产生形变和力场作用，影响固液界面浸润特性，也会对生产生活中接触的人员安全和生产的产品质量产生影响，因此，专利技术如何消除界面静电的材料表面具有重要实际意义。
技术实现思路
为了克服上述技术缺陷，本专利技术提供了一种对复杂液相具有疏液特性且消除静电累积表面的制备方法，通过喷涂液浓度的调整和简单的喷涂方式使固体表面快速具有疏液特性且具有消除静电特性，通过本专利技术的制备方法步骤可得到对含固相颗粒的复杂液相具有疏液性能的表面，其固液界面接触角可大于120°，液相在固体表面的滚动角可小于70°，同时固液界面摩擦产生的静电荷可及时导出，不会发生电荷累积现象。为了达到上述技术效果，本专利技术提供了一种对复杂液相具有疏液特性且消除静电累积表面的制备方法，包括以下步骤：(1)以有机材料或无机材料为基底并将基底清洗干净；(2)配置含有导电分散相的喷涂液，其中所述导电分散相选自金、银、铜、石墨烯中的任意一种或几种，所述喷涂液的溶剂选自乙醇、正己烷、甲苯中的任意一种或几种，所述喷涂液的溶质为含氟基团的硅氧烷或氯硅烷；(3)将配置好的喷涂液搅拌均匀；(4)将搅拌均匀的喷涂液置于喷枪中，调节喷枪口直径为50nm～2mm，对准基底进行均匀喷射，控制涂层膜厚度为20nm～5mm；(5)将喷涂完成后的基底烘干即得到对复杂液相具有疏液特性且可消除静电累积的功能表面。进一步的，所述步骤(1)中清洗为使用煤油、乙醇或乙酸乙酯中的任意一种将基底进行超声清洗，清洗时间为0.1h～6h，去除基底表面的污染物。进一步的，所述步骤(2)中含氟基团的硅氧烷或氯硅烷，分子式为R为-CF3或-CnH2n-m+1Fm，-CnH2n-m+1Fm中n为1≤n≤18，m为1≤m≤32。进一步的，所述喷涂液中分散相浓度为0.001g/L～300g/L，溶质浓度为0.1mmol/L～5mol/L。进一步的，所述步骤(3)中搅拌具体为将配置好的喷涂液置于机械搅拌或磁力搅拌装置上在温度为20℃～80℃范围下进行搅拌，搅拌时间为0.5h～72h。进一步的，所述步骤(5)中烘干为将喷涂完成后的基底置于50℃～150℃的烘箱中烘干0.2h～72h。进一步的，所述复杂液为包含固相颗粒的液相，为不连续相，所述液相中固相颗粒的质量分数大于等于0.01％。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供了一种具有消除累积且对复杂液相具有疏液特性的功能表面的制备方法，通过喷涂液浓度的调整和简单的喷涂方式使固体表面快速具有疏液特性且具有消除静电特性，导电粒子的添加和喷涂液的方法有助于在表面形成导静电网络和构成微纳米复合结构，同时对其表面的疏液性能具有促进作用。通过本专利技术的制备方法步骤可得到对含固相颗粒的复杂液相具有疏液性能的表面，其固液界面接触角可大于120°，液相在固体表面的滚动角可小于70°，同时固液界面摩擦产生的静电荷可及时导出，不会发生电荷累积现象。附图说明图1为实施例1中制得的功能表面与铝粉/甘油复杂液相的接触角的示意图；图2为实施例2中制得的功能表面与Fox-7/HTPB复杂液相的接触角的示意图；图3为实施例3中制得的功能表面与Fox-7/HTPB复杂液相的接触角的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。需强调的是，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：以不锈钢片为基体，使用乙醇将基底进行超声清洗1h，去除基底表面的油脂等污染物；以150nm的铜粒子为导电分散相，浓度为20g/L，以十七氟癸烷三甲氧基硅烷为溶质，溶度为0.1mol/L，以甲苯为溶剂，配置喷涂溶液；配置好的喷涂溶液在机械搅拌装置中于30°条件下搅拌24h；将制备好的喷涂液置于喷枪中，喷枪口径调整为50um，对准不锈钢样品进行均匀喷涂，涂层膜厚控制为0.5mm；喷涂完成的样品置于80℃的烘箱中烘干24h。以甘油为液相，里面分散质量分数为20％的铝粉颗粒，形成铝粉/甘油复杂液相，将复杂液相滴落于制备的疏液表面，测试其接触角为163°，滚动角为3°，使用复杂液相冲刷疏液表面，测试其界面静电荷电压为0。其测试接触角如图1所示。实施例2：以玻璃片为基体，使用乙醇将基底进行超声清洗1h，去除基底表面的油脂等污染物；以150nm的铜粒子为导电分散相，浓度为20g/L，以十七氟癸烷三氯硅烷为溶质，溶度为0.5mol/L，以甲苯为溶剂，配置喷涂溶液；配置好的喷涂溶液在机械搅拌装置中于30°条件下搅拌48h；将制备好的喷涂液置于喷枪中，喷枪口径调整为20um，对准玻璃样品进行均匀喷涂，涂层膜厚控制为1mm；喷涂完成的样品置于80℃的烘箱中烘干72h。以端羟基聚丁二烯(HTPB)为液相，里面分散质量分数为30％的Fox-7颗粒，形成Fox-7/HTPB复杂液相，将复杂液相滴落于制备的疏液表面，测试其接触角为154°，滚动角为25°，使用复杂液相冲刷疏液表面，测试其界面静电荷电压为0。其测试接触角如图2所示。实施例3：以硅片为基体，使用乙醇将基底进行超声清洗1h，去除基底表面的油脂等污染物；以50nm的金粒子为导电分散相，浓度为2g/L，以十七氟癸烷三氯硅烷为溶质，溶度为0.5mol/L，以甲苯为溶剂，配置喷涂溶液；配置好的喷涂溶液在机械搅拌装置中于50°条件下搅拌48h；将制备好的喷涂液置于喷枪中，喷枪口径调整为10um，对准玻璃样品进行均匀喷涂，涂层膜厚控制为0.2mm；喷涂完成的样品置于80℃的烘箱中烘干72h。以端羟基聚丁二烯(HTPB)为液相，里面分散质量分数为30％的Fox-7颗粒，形成Fox-7/HTPB复杂液相，将复杂液相滴落于制备的疏液表面，测试其接触角为152°，滚动角为20°，使用复杂液相冲刷疏液表面，测试其界面静电荷电压为0。其测试接触角如图3所示。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对复杂液相具有疏液特性且消除静电累积表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以有机材料或无机材料为基底并将基底清洗干净；(2)配置含有导电分散相的喷涂液，其中所述导电分散相选自金、银、铜、石墨烯中的任意一种或几种，所述喷涂液的溶剂选自乙醇、正己烷、甲苯中的任意一种或几种，所述喷涂液的溶质为含氟基团的硅氧烷或氯硅烷；(3)将配置好的喷涂液搅拌均匀；(4)将搅拌均匀的喷涂液置于喷枪中，调节喷枪口直径为50nm～2mm，对准基底进行均匀喷射，控制涂层膜厚度为20nm～5mm；(5)将喷涂完成后的基底烘干即得到对复杂液相具有疏液特性且可消除静电累积的功能表面。

【技术特征摘要】
1.一种对复杂液相具有疏液特性且消除静电累积表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以有机材料或无机材料为基底并将基底清洗干净；(2)配置含有导电分散相的喷涂液，其中所述导电分散相选自金、银、铜、石墨烯中的任意一种或几种，所述喷涂液的溶剂选自乙醇、正己烷、甲苯中的任意一种或几种，所述喷涂液的溶质为含氟基团的硅氧烷或氯硅烷；(3)将配置好的喷涂液搅拌均匀；(4)将搅拌均匀的喷涂液置于喷枪中，调节喷枪口直径为50nm～2mm，对准基底进行均匀喷射，控制涂层膜厚度为20nm～5mm；(5)将喷涂完成后的基底烘干即得到对复杂液相具有疏液特性且可消除静电累积的功能表面。2.根据权利要求1所述的对复杂液相具有疏液特性且消除静电累积表面的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中清洗为使用煤油、乙醇或乙酸乙酯中的任意一种将基底进行超声清洗，清洗时间为0.1h～6h，去除基底表面的污染物。3.根据权利要求1所述的对复杂液相具有疏液特性且消除静电累积表面的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中含氟基...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝青，蒋全萍，李尚斌，郑保辉，罗观，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51