[發明專利]一種溫度計用玻璃毛細管的制備方法

在審

• 申請號: 202210741523.6
• 申請日: 2022-06-28
• 公開（公告）號: CN114950923A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 吳茂;陳允慧;張濤;何新波
• 申請（專利權）人: 北京科技大學廣州新材料研究院
• 主分類號: B05D7/24
• 分類號: B05D7/24;B05D7/00;B05D3/10;B05D3/00;B05D5/00
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 潘桂生

本發明提供一種溫度計用玻璃毛細管的制備方法，所述溫度計用玻璃毛細管包括玻璃毛細管以及涂覆于所述玻璃毛細管內壁的疏水性涂層；所述制備方法包括以下步驟：對玻璃毛細管進行羥基化處理，使玻璃毛細管的內壁帶有羥基；制備疏水性涂層溶液：取十三氟辛基三乙氧基硅烷、乙醇、去離子水，配置成疏水性涂層溶液；將羥基化處理后的玻璃毛細管浸入疏水性涂層溶液中，使所述玻璃毛細管內充滿所述疏水性涂層溶液；烘干，得到內壁涂覆有疏水性涂層的玻璃毛細管，即所述溫度計用玻璃毛細管。本發明的制備方法工藝簡單，溫度計用玻璃毛細管內壁具有極低的表面能，與Ga?In?Sn液態合金存在較大的表面能差，使Ga?In?Sn液態合金可在玻璃毛細管內順暢流動，不會使液柱中斷。

技術領域

本發明屬溫度計生產技術領域，具體涉及一種溫度計用玻璃毛細管的制備方法。

背景技術

汞由于膨脹系數較大，其體積隨溫度變化明顯，且穩定性強，汞作為溫度計的溫度載體時，其形成的液柱的高度隨溫度變化而變化，能準確到0.1攝氏度,且能離開人體讀數含汞溫度計。在日常生活中更多被稱為水銀溫度計。但由于水銀本身具有毒性，若不慎打破會造成身體傷害，全球多個國家已陸續禁用含汞的醫療器械。

Ga-In-Sn液態合金由于比熱容較小，膨脹系數較大，受溫度影響而發生熱脹冷縮的變化明顯，在室溫狀態下能夠保持液態，是目前替代汞作為玻璃溫度計溫度載體的最佳材料，但它極易氧化，，Ga-In-Sn液態合金具有較高的表面張力，表面自由能大于500mN/m，而一般基材玻璃的表面能為200-300mN/m，當 Ga-In-Sn液態合金置于玻璃毛細管內作為溫度載體時，Ga-In-Sn液態合金與玻璃的表面能相差很小，Ga-In-Sn液態合金形成的液柱無法形成疏水性表面，容易粘連在玻璃毛細管內壁，使得在體溫計使用過程中存在液柱中斷和難以回流的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺點與不足，提供一種溫度計用玻璃毛細管的制備方法，工藝簡單，制備得到的玻璃毛細管內壁具有極低的表面能，從而與Ga-In-Sn液態合金存在較大的表面能差，使Ga-In-Sn液態合金可在玻璃毛細管內順暢流動，不會使Ga-In-Sn液態合金形成的液柱中斷。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種溫度計用玻璃毛細管的制備方法，所述溫度計用玻璃毛細管包括玻璃毛細管以及涂覆于所述玻璃毛細管內壁的疏水性涂層；所述制備方法包括以下步驟：

對玻璃毛細管進行羥基化處理，使所述玻璃毛細管的內壁帶有羥基；

制備疏水性涂層溶液：取十三氟辛基三乙氧基硅烷、乙醇、去離子水，配置成疏水性涂層溶液；

將羥基化處理后的玻璃毛細管浸入所述疏水性涂層溶液中，使所述玻璃毛細管內充滿所述疏水性涂層溶液；烘干，得到內壁涂覆有疏水性涂層的玻璃毛細管，即所述溫度計用玻璃毛細管。

本發明提供一種溫度計用玻璃毛細管的制備方法，對玻璃毛細管進行羥基化處理，使所述玻璃毛細管的內壁帶有羥基，同時選用十三氟辛基三乙氧基硅烷作為所述玻璃毛細管內壁的疏水性涂層，十三氟辛基三乙氧基硅烷中的含硅烷氧基官能團在去離子水中水解后釋放低分子醇，由此產生的活潑性硅醇能與玻璃毛細管上的羥基產生化學鍵合，使被處理過的玻璃毛細管具有極低的表面能和極差的濕潤性；所述疏水性涂層溶液中，去離子水稀釋了十三氟辛基三乙氧基硅烷的濃度，配置的疏水性涂層溶液的粘度較低，有利于內徑較小的玻璃毛細管利用其自身的毛細作用吸附疏水性涂層溶液，在毛細玻璃管內壁形成疏水性涂層；所述疏水性涂層溶液中包括乙醇，具有強大的溶解力，可作為溶劑，且在對玻璃毛細管浸泡后烘干的步驟中迅速揮發，帶走去離子水，防止所述玻璃毛細管中有剩余去離子水殘留形成氣泡，避免了對后續液態合金灌裝于玻璃毛細管中的不良影響。