[發(fā)明專(zhuān)利]一種在金屬上制備高穩(wěn)定仿生超滑表面的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110060867.6
• 申請(qǐng)日: 2021-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112876982A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁遠(yuǎn)振;王鵬;張盾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院海洋研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C09D183/04
• 分類(lèi)號(hào): C09D183/04;C09D7/61;C09D7/63;C09D7/65
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 何薇;李穎

本發(fā)明涉及防治海洋微生物腐蝕的方法，一種在金屬上制備高穩(wěn)定仿生超滑表面的方法。將有機(jī)凝膠前驅(qū)物分散液固化于金屬上，即可得到高穩(wěn)定的仿生超滑表面；其中，有機(jī)凝膠前驅(qū)物分散液為有機(jī)凝膠前驅(qū)物和分散液，其中，有機(jī)凝膠前驅(qū)物為PDMS的主劑和固化劑、硅油和乙烯基三乙氧基硅烷；溶液為分散于二氯甲烷中的疏水二氧化硅。本發(fā)明原料易得，不需要昂貴的設(shè)備，是一種有效的制備高穩(wěn)定的防污和防金屬腐蝕表面的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及防治海洋微生物腐蝕的方法，一種在金屬上制備高穩(wěn)定仿生超滑表面的方法。

背景技術(shù)

海洋微生物(細(xì)菌、真菌、微藻等)易于在金屬表面附著，接著在金屬表面形成生物膜。該生物膜的形成可以直接或者間接地加速金屬在海洋環(huán)境中的腐蝕，從而加速海洋金屬結(jié)構(gòu)的破壞，造成嚴(yán)重的安全問(wèn)題和經(jīng)濟(jì)損失，阻礙社會(huì)的快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年因微生物導(dǎo)致的金屬腐蝕的經(jīng)濟(jì)損失占所有溶液中金屬腐蝕的20％，因此開(kāi)發(fā)一種高效穩(wěn)定的防治微生物腐蝕的方法具有重要的意義。

研究者很早已經(jīng)發(fā)現(xiàn)微生物的附著會(huì)導(dǎo)致金屬腐蝕，同時(shí)也一直在研究有效的防治微生物導(dǎo)致腐蝕的方法。防治微生物腐蝕的根本是有效抑制微生物在金屬表面的附著。目前防治微生物附著的方法主要有三種方法，一是通過(guò)物理的方法(超聲、紫外照射等)除去表面已附著的微生物，但該方法需要特殊的設(shè)備和防污效率低，限制了其廣泛的應(yīng)用；二是基于殺生劑的化學(xué)防污法，雖然該方法可以有效殺死微生物，但隨著微生物的耐藥性增加，其殺死微生物的能力下降，且該方法對(duì)環(huán)境造成不良影響，也限制了其廣泛的應(yīng)用；第三種方法是仿生防污法，即通過(guò)模仿自然界生物的防污機(jī)制，開(kāi)發(fā)出的一系列環(huán)境友好型的有效防污方法。其中受豬籠草口緣捕獲食物的啟發(fā)，研究者成功制備得到了仿生超滑表面，研究證實(shí)仿生超滑表面可以有效抑制微生物在表面的附著。此外，仿生超滑表面在水下具有較高的穩(wěn)定性，潤(rùn)滑油膜在較小破壞下可以實(shí)現(xiàn)自修復(fù)，且潤(rùn)滑油對(duì)外界環(huán)境也沒(méi)有危害，使其成為一種新興的環(huán)境友好型防污方法。

目前已經(jīng)有大量研究者在金屬表面制備得到仿生超滑表面，結(jié)果表明仿生超滑表面可以有效抑制微生物在金屬表面的附著及其導(dǎo)致的金屬腐蝕。但超滑表面潤(rùn)滑油膜和基底在外力的作用下容易受到破壞，使得其防污性能?chē)?yán)重下降甚至喪失。因此制備高穩(wěn)定的仿生超滑表面將提高超滑表面的防污穩(wěn)定性，進(jìn)而有助于延長(zhǎng)超滑表面的防污期限，進(jìn)一步推動(dòng)超滑表面在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種在金屬上制備高穩(wěn)定仿生超滑表面的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種在金屬上制備高穩(wěn)定仿生超滑表面的方法，將有機(jī)凝膠前驅(qū)物分散液固化于金屬上，即可得到高穩(wěn)定的仿生超滑表面；其中，有機(jī)凝膠前驅(qū)物分散液為有機(jī)凝膠前驅(qū)物和分散液，其中，有機(jī)凝膠前驅(qū)物為PDMS的主劑和固化劑(Sylgard 184)、硅油和乙烯基三乙氧基硅烷；溶液為分散于二氯甲烷中的疏水二氧化硅。

所述有機(jī)凝膠前驅(qū)物為PDMS的主劑和固化劑以質(zhì)量比10-12:1混合，再加入一定粘度的硅油和乙烯基三乙氧基硅烷，其中，硅油與PDMS主劑質(zhì)量比為2:10-4:10,乙烯基三乙氧基硅烷為PDMS主劑和固化劑總質(zhì)量的1wt％-3wt％。

所述溶液為將二氧化硅加入到二氯甲烷中分散均勻，其中二氧化硅為PDMS主劑質(zhì)量的1wt％-3wt％。

所述有機(jī)凝膠前驅(qū)物超聲分散于含有二氧化硅的二氯甲烷中，而后攪拌除去二氯甲烷，將均勻的有機(jī)凝膠前驅(qū)分散液涂覆在打磨后的干凈的金屬表面上進(jìn)行加熱固化，即可得到高穩(wěn)定的仿生超滑表面。

所述加熱固化條件為在80-120℃下固化6-8h。

所述硅油的粘度或1000cst。

具體為：

1)有機(jī)凝膠前驅(qū)物的稱(chēng)取：將PDMS的主劑和固化劑以質(zhì)量比10