[發明專利]一種超疏水材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910926770.1
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110552038B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 吳忠振;楊超;季順平;馬正永
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: C25D11/06
• 分類號: C25D11/06;C09K3/18;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開一種超疏水材料及其制備方法。所述超疏水材料具有荷葉狀納米結構。所述荷葉狀納米結構，類似T型結構，不需要使用有機低表面能物質改性就可直接實現超疏水性，這種僅靠結構調控實現超疏水性的材料具有較好的穩定性。所述具有荷葉狀納米結構的材料可以為氧化鋁，氧化鋁作為常見的工件的耐磨耐腐涂層，因此，本發明微弧氧化法制備的特殊結構納米氧化鋁還具有優異的穩定性。另外本發明提供的超疏水材料的制備方法，簡單易操作，成本較低，具有潛在的應用價值。

技術領域

本發明涉及超疏水材料技術領域，尤其涉及一種超疏水材料及其制備方法。

背景技術

超疏水材料由于其表面具有特殊的浸潤性，在諸多界面科學領域，包括清潔、防結冰、防霧、流動減阻、油水分離、金屬防腐等場景具有廣泛的應用前景。

近年來，制備超疏水材料主要有三種策略，一是在疏水的低表面能材料表面構建微納米結構；二是在材料表面構建微納米結構，再使用有機的低表面能物質進行改性；三是在材料表面構建出具有T型微納米結構。其中，前兩種策略使用到有機的低表面能物質，耐溫等穩定性較差。而第三種策略僅需構建出特殊的T型結構，就能實現超疏水性，過程中不使用有機的低表面能物質改性，材料往往表現出較好的穩定性，在制備超疏水材料的眾多方法中具有明顯的優勢。

目前，在材料表面構建T型結構從而獲得超疏水性主要采用激光刻蝕法或化學刻蝕法來精確調控表面結構。但多數激光刻蝕方法或化學刻蝕方法存在實驗條件苛刻、步驟繁雜，成本較高，無法批量制備等問題。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的針對現有僅依靠調控材料結構從而獲得超疏水性材料的制備方法存在的問題，提供一種簡單、低成本的制備出類似于T型結構的具有荷葉狀納米結構的超疏水材料及其方法。

本發明的技術方案如下：

一種超疏水材料，其中，所述超疏水材料具有荷葉狀納米結構。

進一步地，所述超疏水材料為具有荷葉狀納米結構的金屬氧化物。

更進一步地，所述超疏水材料為具有荷葉狀納米結構的氧化鋁。

一種超疏水材料的制備方法，其中，采用微弧氧化技術制備得到具有荷葉狀納米結構的超疏水材料。

進一步地，包括步驟：

提供金屬基材；

采用微弧氧化技術在所述金屬基材上形成具有荷葉狀納米結構的金屬氧化物，即得到所述超疏水材料。

進一步地，包括步驟：

提供鋁或鋁合金，對所述鋁或鋁合金依次進行拋光和清洗處理；

將上述處理后的鋁或鋁合金放入堿性電解液中，鋁或鋁合金連接電源正極，電源負極連接工作電極，工作電極與電解液接觸，開啟電源進行微弧氧化處理；

微弧氧化處理后，進行洗滌、干燥，在鋁或鋁合金表面得到具有荷葉狀納米結構的氧化鋁，即得到所述超疏水材料。

更進一步地，所述堿性電解液包括：3-20g/L的磷酸鹽、1-5g/L的堿性氫氧化物，溶劑為水。

再進一步地，所述磷酸鹽選自六偏磷酸鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、三聚磷酸鈉、磷酸三鈉和焦磷酸鈉中的一種或多種。

再進一步地，所述堿性氫氧化物選自氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種或多種。

更進一步地，所述微弧氧化處理的工藝條件包括：