[發明專利]一種疏水性納米多孔陶瓷材料的改性處理方法

在審

• 申請號: 201811365102.8
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109320293A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 胡浩威;李欽;李云;方廷勇
• 申請（專利權）人: 安徽建筑大學
• 主分類號: C04B41/82
• 分類號: C04B41/82;C04B41/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

本發明公開了一種疏水性納米多孔陶瓷材料的改性處理方法，該方法采用半連續超臨界相反應裝置對陶瓷材料進行疏水性改性處理，具體步驟為：1）將預處理后的陶瓷材料置入高壓反應釜中；（2）高壓反應釜和預熱器升溫；（3）對高壓反應釜進行抽真空；（4）開啟高壓計量泵；（5）將表面疏水改性試劑溶液通過預熱器注入高壓反應釜；（6）高壓反應釜的壓力逐漸升超臨界狀態；（7）關閉進口閥門恒溫恒壓反應；（8）把壓力泄為常壓；（9）使高壓反應釜自然降溫到室溫。經本發明方法處理的陶瓷材料，對常溫水滴及冷凝水滴均具有性能優異且穩定的疏水性，水滴的靜態接觸角可達135°以上，且本發明方法對處理陶瓷材料疏水改性方面的適應范圍廣。

技術領域

本發明涉及陶瓷材料技術領域，尤其涉及一種疏水性納米多孔陶瓷材料的改性處理方法。

背景技術

潤濕性是固體材料表面的重要性質之一，決定材料表面潤濕性能的關鍵因素包括材料表面的化學組成和表面的微觀幾何結構。疏水表面因其具備自清潔、油水分離、抗腐蝕、防結冰以及防霧等優秀特性，疏水材料等相關的研究目前被廣泛關注。但由于陶瓷材料的表面羥基等基團的附著，使陶瓷材料的表面的疏水性較難實現。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種疏水性納米多孔陶瓷材料的改性處理方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種疏水性納米多孔陶瓷材料的改性處理方法，通過半連續性超臨界相反應表面改性工藝，利用表面改性劑，對納米多孔陶瓷材料進行除去羥基的疏水性改性處理，以解決陶瓷材料疏水性的實現問題。

所述半連續性超臨界相反應表面改性的裝置包括：高壓反應釜、液壓隔膜高壓計量泵、預熱器、改性劑儲罐、轉子流量計、高壓不銹鋼針形閥。

所述的表面改性劑包括溶質與溶劑。

所述溶劑為正己烷，所述溶質為甲氧基三甲基硅烷和二甲氧基二甲基硅烷。

所述的疏水性納米多孔陶瓷材料的改性處理方法具體步驟如下：

（1）將預處理后的陶瓷材料置入高壓反應釜中；

（2）高壓反應釜和預熱器升溫到表面改性劑的溶劑正己烷的臨界溫度，使高壓反應釜及預熱器保持恒溫；

（3）旋片式真空泵對高壓反應釜進行抽真空，將系統中的殘留空氣完全排除干凈；

（4）開啟液壓隔膜高壓計量泵，將表面改性劑溶劑正己烷通過預熱器注入高壓反應釜中；

（5）將表面改性劑溶質二甲氧基二甲基硅烷和甲氧基三甲基硅烷以及溶劑正己烷的溶液通過預熱器，注入高壓反應釜；

（6）隨著改性試劑溶液的注入，高壓反應釜的壓力逐漸升高至超過正己烷的臨界壓力，達到超臨界狀態，停止高壓計量泵；

（7）關閉進口閥門，進行恒溫恒壓反應；

（8）開啟高壓反應釜的出口閥，在恒定溫度下降壓，把壓力泄為常壓；

（9）關閉系統所有加熱電源，再用旋片真空泵對系統抽真空，高壓反應釜自然降溫到室溫，取出即得處理后的疏水性納米多孔陶瓷材料。

所述的處理方法步驟2中高壓反應釜和預熱器升溫溫度為250℃。

所述的處理方法步驟5中表面改性劑中二甲氧基二甲基硅烷的濃度為5-20wt%，甲氧基三甲基硅烷的濃度為2-10wt%。

所述的處理方法步驟6中高壓反應釜的壓力逐漸升高至臨界壓力3MPa，達到超臨界狀態。

本發明的優點是：