[发明专利]一种流体输运的柔性透明超滑管道内壁涂层及其制备方法

说明书

本发明一种流体输运的柔性透明超滑管道内壁涂层及其制备方法涉及超滑表面加工处理技术领域，具体涉及一种流体输运的柔性透明超滑管道内壁涂层及其制备方法，包括多孔骨架，所述骨架为二价阳离子的海藻酸盐，骨架内填充水或疏油/水液体材料。本发明中涂层的前驱体为液相，便于对管道内壁涂覆，骨架为海藻酸盐，骨架内填充疏油液体材料使得涂层为超滑结构，抗污及稳定性由于传统固态涂层，涂层柔性特点使得本发明涂层可应用于柔性管材，本发明涂层高透光性方便观测内部流体，或可对内部流体进行光化学反应。

技术领域

本发明涉及超滑表面加工处理技术领域，具体涉及一种流体输运的柔性透明超滑管道内壁涂层及其制备方法。

背景技术

液体运输管道内壁因沉淀及吸附等原因会造成管壁粗糙及管径减小，很大程度上降低输运效率。特别是输送油脂材料时，关闭极易受污染且难以清理。现行的抗污涂层多以聚四氟乙烯为主体材料，制备方法多适用于材料表面，并不适用于封闭的管道内壁，且柔性及透光性都不高。

超滑结构，是由哈佛大学Aizenberg课题组首次提出的仿猪笼草结构的由易滑液体灌注多孔材料而成。由于用液-液界面取代了传统的固-液界面，超滑表面上的液滴能以很小的滑动角滑动，且其抗污性能卓越。但一般使用的多孔的固相材料其制备工艺并不适用于制作管道内壁涂层，而且其抗弯折性和透光性都有一定的限制，不利于管道的布置及对内部的观察。因此，设计制备一种适用于管道内壁的用于输送油脂类的柔性透明超滑涂层，具有非常重要的研究意义及商业价值。

发明内容

本发明目的在于提供一种流体输运的柔性透明超滑管道内壁涂层及其制备方法，涂层前驱体为液相，便于对管道内壁涂覆，涂层为超滑结构，抗污及稳定性由于传统固态涂层，涂层柔性特点可应用于柔性管材。

本发明一种流体输运的柔性透明超滑管道内壁涂层，包括多孔骨架，所述骨架为阳离子为二价的海藻酸盐，骨架内填充水或疏油/水液体材料。

优选地，骨架的孔隙率为60%-90%。

优选地，骨架上的孔的尺寸为10nm-100um。

优选地，涂层表面粗糙度为10nm-50um。

优选地，涂层的透光率为50%-100%。

优选地，疏油液体为长链分子烷烃或含氟有机物或与管道内输运油料不互溶油类中的一种。

优选地，二价阳离子的海藻酸盐为海藻酸钙、海藻酸镁、海藻酸钡中至少一种。

一种流体输运的柔性透明超滑管道内壁涂层的制备方法，包括以下步骤：

第一步，管道内壁一价阳离子的海藻酸盐的涂覆；将质量浓度为0.1%-10%一价阳离子的海藻酸盐水溶液注入管道内，一价阳离子的海藻酸盐水溶液在管道内形成一定长度的一价阳离子的海藻酸盐水溶液液柱，利用推动工具推动管道内的一价阳离子的海藻酸盐水溶液液柱单方向匀速移动并排出管道，一价阳离子的海藻酸盐为海藻酸钠或海藻酸钾；推动工具为气泵；

第二步，连续交联；将质量浓度为0.1%-10%的二价阳离子水溶液连续注入涂覆有一价阳离子的海藻酸盐的管道内，交联形成该二价阳离子的海藻酸盐涂层；

第三步，管道清理，使用相对湿度为0%-100%的气体将第二步中的二价阳离子水溶液排出管道，即可制得流体输运的柔性透明超滑管道内壁涂层；

当骨架中需要填充疏油/水液体材料时，先去除第三步制得的柔性透明超滑管道内壁涂层的骨架中的水，具体方法包括但不限于：如蒸发、冻干等，然后将疏油/水液体材料填充至骨架中，具体方法包括但不限于：真空灌注法，常压浸泡法，压力注入法，溶液交换法，原位沉积法等。

优选地，一价阳离子的海藻酸盐水溶液液柱在管道内的移动速度为1mm/s-1m/s。