[发明专利]超级浮力疏水金属网船及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料领域；具体涉及超级浮力疏水金属网船及其制备方法。

背景技术

一般来说，超疏水性表面可以通过两种方法来制备：一种是在疏水材料表面构建粗糙结构；另一种是在粗糙表面上修饰低表面能的物质。通过这两种方法已经制备出了非常多的超疏水材料材料。但是，这里的粗糙度通常指微米或纳米级的粗糙度，通过在具有宏观粗糙度的材料表面构造超疏水表面还不多见。关于金属网船及其制备方法还未见报道。

发明内容

本发明目的是提供了一种超级浮力疏水金属网船及其制备方法。

本发明中超级浮力疏水金属网船是由外层包裹厚度为20nm～50nm的聚全氟烷基硅氧烷层的金属网制成，形状为船形，金属网的孔径在40目以上。

本发明中超级浮力疏水金属网船的制备方法是按下述步骤进行的：一、对孔径在40目以上的金属网进行脱脂处理，然后室温下晾干，再经碱洗、水洗后烘干；二、室温下，按重量百分比将0.1％～8％全氟烷基硅氧烷、1％～10％的水、1％～10％的冰醋酸和余量的乙醇混合，然后超声处理30min～120min，得到全氟烷基硅氧烷溶液；三、将金属网浸入步骤二得到的全氟烷基硅氧烷溶液中10s～60s，取出后自然晾干或吹干；四、重复步骤三的操作2～8次；五、将经步骤四处理后的金属网在110℃条件下烘干3～12h，在金属网表面得到厚度为20nm～50nm的聚全氟烷基硅氧烷层；六、将经步骤五处理的金属网加工成船形；即得到超级浮力疏水金属网船。

本发明采用化学处理的方法，在具有宏观粗糙度的金属网表面实现疏水，并在水中具有超浮力性能(所指超浮力性能是指在金属网船本身通过排水所获浮力外还具有的额外浮力)。本发明可用于制造水上交通工具，如水上机器人、微型环境监测器、船舶等。由于疏水结构能大幅度降低材料在水中甚至空气中的运动阻力，针对本发明所述材料的研究对设计高速水上、水下和空中交通工具也将具有重要参考价值。

附图说明

图1是60目不锈钢纤维网制备网船与水的二维接触角图；图2是60目不锈钢纤维网制备网船与水的三维接触角图；图3是不同孔径的不锈钢纤维网与水的接触角图；图4是不同孔径的不锈钢纤维网制备网船载重质量及额外载重质量图，图中表示载重质量表示额外载重质量。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式中超级浮力疏水金属网船是由外层包裹厚度为20nm～50nm的聚全氟烷基硅氧烷层的金属网制成，形状为船形，金属网的孔径在40目以上。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述步骤一所述金属网为不锈钢纤维网、铜纤维网、铁纤维网、钛纤维网或铝金属纤维网。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式中超级浮力疏水金属网船的制备方法是按下述步骤进行的：一、对孔径在40目以上的金属网进行脱脂处理，然后室温下晾干，再经碱洗、水洗后烘干；二、室温下，按重量百分比将0.1％～8％全氟烷基硅氧烷、1％～10％的水、1％～10％的冰醋酸和余量的乙醇混合，然后超声处理30min～120min，得到全氟烷基硅氧烷溶液；三、将金属网浸入步骤二得到的全氟烷基硅氧烷溶液中10s～60s，取出后自然晾干或吹干；四、重复步骤三的操作2～8次；五、将经步骤四处理后的金属网在110℃条件下烘干3～12h，在金属网表面得到厚度为20nm～50nm的聚全氟烷基硅氧烷层；六、将经步骤五处理的金属网加工成船形；即得到超级浮力疏水金属网船。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三不同的是：步骤一所述金属网为不锈钢纤维网、铜纤维网、铁纤维网、钛纤维网或铝金属纤维网。其它步骤和参数与具体实施方式三相同。

本实施方式中编制金属网用金属丝的直径小于1mm。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式三或四不同的是：步骤一中采用有机溶剂脱脂，其中有机溶剂为乙醇、丙酮、乙酸乙酯、甲苯或二甲苯。其它步骤和参数与具体实施方式三或四相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式三至五之一不同的是：步骤二所述的全氟烷基硅氧烷的化学通式为CF₃(CF₂)_nSi(OC_mH_2m+1)₃，n＝2～200，m＝1～200。其它步骤和参数与具体实施方式三至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是：n＝2～20。其它步骤和参数与具体实施方式六相同。