[發明專利]一種具有荷葉效應的(SiC)P

有效

• 申請號: 202110256815.6
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN112941494B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 宿輝
• 申請（專利權）人: 宿輝
• 主分類號: C23C18/18
• 分類號: C23C18/18;C23C18/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種具有荷葉效應的(SiC)_P超疏水膜層的制備方法，屬于材料表面改性技術領域，在常壓、常溫條件下，采用簡單的化學沉積方法，構筑微納米結構，實現(SiC)_P超疏水膜層的制備。制備過程包括，(SiC)_P前處理，(SiC)_P表面化學沉積改性和改性后(SiC)_P的較長時間靜置。所制膜層靜態水接觸角為150?160°，滾動角小于10°，在10?80℃均表現出良好的超疏水性。本發明使用(SiC)_P為工業生產過程中產生的廢料，對原料要求低且有利于資源再利用，同時具有操作簡單、環境友好、設備要求低、疏水效果好等優點，便于推廣。超疏水性的碳化硅顆粒，結合其耐磨、耐蝕等優良性能，將在自清潔、防冰、防霧、防污等領域得到廣泛應用。

技術領域

本發明涉及無機粉體材料的制備、表面改性技術領域，尤其涉及一種具有荷葉效應的碳化硅超疏水膜層的制備方法。

背景技術

由于超疏水表面與水的接觸面積有限，使其與水的化學反應及化學鍵結合受到抑制，從而具有抗污染、自清潔、防冰雪、防氧化、抗腐蝕等優勢。自然界中，許多植物的葉片和動物的某些部位都具有超疏水性能，如荷葉、蜻蜓的翅膀、蚊子的復眼等。荷葉是最先被發現具有超疏水性的植物，研究發現，自然界超疏水特性表面均具有類似于荷葉表面的微納米結構，稱為“荷葉效應”。固體表面的潤濕性能由其表面化學成分和粗糙度決定，較低的表面自由能和適宜的粗糙度是制備超疏水表面的重要因素。材料表面的自由能越低，膜的疏水性能就越強。常用的超疏水膜層的制備方法有相分離、溶膠-凝膠法、化學沉積、電沉積法、激光刻蝕法等。通常將有機改性劑中的疏水基團引入粒子中，使粒子因其表面接枝有機長鏈而表現為疏水性，研究較多的是金屬氧化物，如 TiO₂、Al₂O₃、ZnO等。相關文獻如何麗紅等.硅烷偶聯劑表面改性二氧化鈦粒子超疏水性能[J].精細化工，2014；MING D Y．Simplespraydeposition of a hot water -repellent and oil -waterseparatingsuperhydrophobic organic- inorganic hybrid coatingsviamethylsiloxane modification of hydrophilic nano - alumina[J].Progress inOrganic Coatings，2018。楊淑等，一種具有疏水/超疏水性能的ZnO/AAO復合薄膜制備方法，專利號CN111996516A以及CN101932661A將氟代烷基硅烷接枝到無機顆粒表面，獲得疏水疏油的無機顆粒。但上述制備方法多為需使用有機溶劑、制備成本偏高或不環保或過程復雜或對原料、設備要求高。

碳化硅顆粒[簡寫為 (SiC)_P]具有硬度高、耐磨、耐高溫等優點，但表現為親水性，特別是碳化硅微粉的粒度小、比表面積大、具有很強的親水性，有關(SiC)_P超疏水膜的制備方法報道偏少。通過環保、簡單的方法，使碳化硅顆粒具備超疏水性，結合其耐磨、耐蝕等優良性能，將在自清潔、防冰、防霧、防污等領域得到廣泛應用，對服務于科學研究、生產、生活等諸多領域具有重要價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種環境友好、原料要求低、可長時間保持疏水性的(SiC)_P超疏水膜層的制備方法。

在已積累的實驗和理論經驗的基礎上，以生產過程中，通過雷蒙機和超音速氣流粉碎產生的工業廢料(SiC)_P為原料，采用化學沉積方法，對形狀不規則的廢料(SiC)_P進行表面改性及簡單的后處理，自發構建微納米結構，得到具有荷葉效應的(SiC)_P超疏水膜層。

本發明的一種具有荷葉效應的(SiC)_P超疏水膜層的制備方法，它是按照以下步驟進行的：

步驟一、(SiC)_P前處理