[發明專利]一種金屬銀表面超疏水性材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310463063.6
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103567456A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 余喆吟;李明;徐嵐;吳蘊雯;李義
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/02;B82Y40/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及一種金屬材料技術領域的貴金屬超疏水表面及其制備方法，特別涉及一種金屬銀表面超疏水性材料及其制備方法。

背景技術

超疏水表面是指接觸角大于150°的表面，超疏水表面主要由兩個因素來控制，一個是表面形貌，另一個是表面的化學狀態。由于超疏水表面具有防水、防霧、自清潔等特點，目前在基礎研究和工業應用中具有重要意義，已經引起了廣泛的關注。

在中國申請號為“200810063478.3”名稱為“制備超疏水高反光材料的方法”的發明專利申請中和中國申請號為“200810034864.X”名稱為“疏水性銀表面的制備方法”的發明專利申請中都涉及了金屬銀的超疏水表面的制備方法，該方法中使用了銀氨溶液和含醛基的還原劑。

發明內容

本發明提供一種金屬銀表面超疏水性材料及其制備方法，該制備方法相對于目前常用的金屬銀超疏水表面的制備方法而言簡化了步驟，即不必采用新配置的銀氨溶液和含醛基的還原劑。該方法的主要步驟是：首先用除油和去除氧化物后的金屬銅片基材直接與乙酸銀溶液反應，通過用乙酸和氨水調整PH值，溫度及濃度，在銅片表面形成銀微納米結構，且乙酸根配位離子較好地控制了反應速率，然后再利用化學自組裝原理在銀微納米結構表面組裝一層有機硫醇類疏水物質，從而得到金屬銀表面超疏水性材料，達到整個材料的超疏水性。

本發明的技術方案如下：

一種金屬銀表面超疏水性材料的制備方法，該方法包括：將表面清洗干凈的金屬銅片基材放入配置好的0.01～0.1mol/L乙酸銀溶液中進行化學反應，并用乙酸和氨水調整其PH至4～6，反應時間為1～60min，反應溫度10～90℃；然后再經過疏水劑自組裝反應后得到金屬銀表面超疏水性材料。

進一步地，所述金屬銅片基材在乙酸銀溶液中進行化學反應的更常用的溫度進一步為25～35℃，PH值為4～5。

進一步優選，所述乙酸銀溶液的濃度進一步為0.02～0.1mol/L。

所述疏水劑自組裝反應可采用目前任何常用手段，本發明優選的疏水劑自組裝反應為：將化學反應后得到的金屬銅片洗滌、干燥，然后浸入濃度為0.01～0.05mol/L的疏水劑中，并對其加熱進行自組裝反應，反應溫度為30～120℃，反應時間為1～120?min。其中，洗滌、干燥可采用任何業內常用手段。

以上優選所述疏水劑選自C8-C22的長鏈烷基硫醇、含氟硫醇中的一種或兩種以上。

由于對環境友好的無氟疏水劑為目前的發展趨勢，進一步優選所述疏水劑選自正十二硫醇、正十四硫醇、正十六硫醇、正十八硫醇或正二十硫醇中的一種或兩種以上。

金屬銅片基材的表面清洗可采用目前任何業內常用手段，本發明優選所述金屬銅片基材的表面清洗為進行表面除油處理和酸洗處理，其中表面除油處理是指將金屬銅片基材表面粘附的油污等有機物質去除的處理工序；酸洗處理是指將金屬銅片基材表面的氧化物層用酸液去除的工序。表面除油和酸洗處理不限制先后順序，但通常先進行表面除油處理，再進行酸洗處理。

本發明還提供一種由上述制備方法制備的金屬銀表面超疏水性材料，該材料形成于金屬銅基材表面，其包括銀微納米表面粗糙結構和疏水薄膜，其中，疏水薄膜自組裝于所述銀微納米結構表面。

優選所述疏水薄膜厚度為4～20nm，使其仍能保持原有微納米結構形貌。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

本發明提供的金屬銀表面超疏水性材料的制備方法在化學反應一步驟中將金屬銅片基材直接與乙酸銀溶液反應，通過用乙酸和氨水調整PH值，溫度及濃度，在銅片表面形成銀微納米結構，且乙酸根配位離子較好地控制了反應速率；相比于現有的方法而言簡化了步驟，不必采用新配置的銀氨溶液和含醛基的還原劑。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應該理解，這些實施例僅用于說明本發明，而不用于限定本發明的保護范圍。在實際應用中本領域技術人員根據本發明做出的改進和調整，仍屬于本發明的保護范圍。

實施例1

本實施例采用以下方法制備金屬銀表面超疏水性材料：

（1）?????選取金屬銅片基材，將其表面依次進行除油、酸洗處理；

（2）?????將（1）步驟清洗后的金屬銅片基材置于0.02?mol/L乙酸銀化學溶液中進行化學反應，用氨水和乙酸調PH至5，化學反應溫度為35℃，化學反應時間為15min；