[發明專利]一種基于電鍍方法的簡易超疏水管內表面制備裝置

在審

• 申請號: 202010680250.X
• 申請日: 2020-07-15
• 公開（公告）號: CN111850660A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 姜洪鵬;白敏麗;呂繼組;高林松;邢志遠
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C25D17/00
• 分類號: C25D17/00;C25D5/20;C25D5/02;C25D7/04;C25D21/04;C25D21/18;C25D21/12;C25D5/34;C25D3/12
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

一種基于電鍍方法的簡易超疏水管內表面制備裝置，包括同軸心置于底座與頂板之間的管件和電鍍陽極；絲桿穿過頂板與底座將電鍍陽極、管件圍成封閉的反應腔體；電鍍陽極與管件頂端上表面安裝有導電銅片，導電銅片上側面連接導線，導線通過頂板通孔接入到電源，頂板與底座均開孔接入循環管路中，蠕動泵驅動鍍液槽中的溶液進入管件內反應后流回鍍液槽完成循環，超聲波換能器安裝于底座下端，其與管件同軸心設置。本發明解決了管內超疏水表面制備困難的問題且具有高性價比、更換管件快捷方便、密封性強、采用超聲空化作用減少電鍍過程中氣泡的停留、加速表面反應進行，從而提高疏水表面結構的均勻性，編程指定的電流輸出可以達到調控表面形貌的目的。

技術領域

本發明屬于材料表面改性技術領域，特別是一種基于電鍍方法的簡易超疏水管內表面制備裝置。

背景技術

表面潤濕性是固體材料表面的一個重要性質，改變固體表面的浸潤性為親水性或疏水性，可以有效地改善材料的某些缺點，擴大材料的應用范圍。具有超疏水性質的固體表面與水滴接觸后幾乎呈現不潤濕的狀態，而這種狀態在防冰凍、微流體、管道減阻、防腐蝕及自我清潔等方面都有著重要作用，經過進一步研究發現，表面上的微納米粗糙結構是達到超疏水性質的主要原因。

雖然目前已經有了眾多制備超疏水表面的方法，但是這些方法大多是在小平板試樣上制備，難以實現在管道內壁上應用，具有自身的限制，如涉及強酸、復雜的程序、較低的加工效率、對材料的種類、尺寸以及形狀依賴性較大等，使得管道內壁制備超疏水表面受到極大限制；如CN 103047485 A采用超疏水涂料灌注管道后實現超疏水表面，但由于缺少超疏水表面特有的微納結構，無法達到超疏水狀態，導致超疏水涂料抗沖刷能力很差，且灌注方法無法控制涂層厚度的一致性；CN110340532A利用激光燒蝕技術制備超疏水結構，但高精度激光設備造價昂貴，燒蝕過程用時，且難以在管道內進行工作；所以亟需尋求一種結合力強、結構均勻、造價低廉、環境友好的管道內壁超疏水表面制備裝置。

發明內容

本發明目的是為了解決現有圓管內超疏水表面技術中的內表面限制操作、設備造價昂貴、工藝流程復雜、表面均勻性不高的問題，提出了一種基于電鍍方法的簡易超疏水管內表面制備裝置，在管道內壁電鍍一層均勻細小的鍍層，使之達到穩定的疏水結構，解決了在管道內壁實現超疏水性困難的問題。

本發明的技術方案：

一種基于電鍍方法的簡易超疏水管內表面制備裝置，包括同軸心置于底座2與頂板6之間的管件5和電鍍陽極4，管件5包圍在電鍍陽極4外部；底座2和頂板6兩側均開有螺紋通孔，絲桿9過螺紋通孔穿過頂板6與底座2，將電鍍陽極4和管件5圍成封閉的反應腔體；頂板6底面和底座2頂面分別開設有陽極限位槽與管件限位槽，用于限定電鍍陽極4與管件5的徑向移動，陽極限位槽和管件限位槽分別對應與電鍍陽極4、管件5的外圓間隙配合；電鍍陽極4與管件5頂端上表面還安裝有與其橫截面形狀一致的導電銅片7，導電銅片7上側面連接導線，導線通過頂板6上的通孔接入到電源8；頂板6與底座2均開孔接入循環管路中，蠕動泵11作為動力源驅動鍍液槽10中的溶液進入管件5內進行反應后，流回鍍液槽10完成循環；超聲波換能器1安裝于底座2下端，其與管件5同軸心設置。

所述鍍液槽10放置于恒溫水浴中。

所述電鍍陽極4與管件5上下兩端均采用密封墊片密封，其中上端密封墊片開設有便于電源線穿過和導電銅片7接通的通孔。

在底座2內部還設置有用于檢測管件5內的反應溫度的溫度傳感器3。

所述導電銅片7上側面與導線連接方式為焊接，所述電源8為可編程電源，根據所需超疏水表面的形貌特征進行編程調控。

所述整體管路均包裹有硅酸鋁復合保溫層，以及纏繞在硅酸鋁復合保溫層外的玻璃絲布、粘貼在玻璃絲布外的鋁箔紙。

相比現有技術，本發明具有如下有益效果：