[发明专利]一种快速制备氧化铜/聚四氟乙烯超双疏性涂层的方法

摘要

本发明涉及一种快速制备氧化铜/聚四氟乙烯复合超双疏性涂层的方法，依次包括如下步骤：(1)基体材料表面的预处理(砂纸打磨，碱洗或酸洗，丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗，烘干)；(2)配制包含组份A与组份B的化学置换制膜乳液；(3)化学置换反应沉积铜/聚四氟乙烯复合涂层；(4)热氧化处理固化沉积的铜/聚四氟乙烯复合涂层，即可得到具有树枝状微纳米结构的氧化铜/聚四氟乙烯复合超双疏性涂层。本发明所制备的氧化铜/聚四氟乙烯复合超双疏性涂层具有超疏水性、超疏油性、热稳定性和耐腐蚀性等特性。本发明制备方法简单快速，成本低，环境友好，所制得的超双疏性表面性能稳定，适合工业化生产。

主权项

1.一种快速制备氧化铜/聚四氟乙烯复合超双疏性涂层的方法，依次包括如下步骤：/n(1)基体材料表面的预处理/n以铝、镁、锌、铁及其合金等金属材料中的任意一种作为基体材料，按照使用或设计要求切割成所需大小，用砂纸将基体材料表面粉尘、铁锈等杂质打磨掉，并将打磨好的试样依次放入丙酮、无水乙醇、去离子水中进行超声波清洗5-15min，进一步去除基体材料表面的粉尘、铁锈、油污等杂质和污染物，然后放入恒温鼓风干燥箱中，在30-100℃下烘干，备用；若杂质和污染物不容易打磨处理时，可使用3％-10％氢氧化钠的碱性水洗液碱洗30s-2min，或使用20％-30％硝酸的酸洗液酸洗30s-2min；再依次放入丙酮、无水乙醇中超声清洗5-15min；/n(2)采用混合溶液法配制化学置换制膜乳液/n取质量份为：五水硫酸铜或硝酸铜或氯化铜等含铜离子的可溶性无机盐5-40份、氯化钠或氯化钾1-3份、去离子水或纯水40-200份，搅拌均匀，制成制膜乳液组份A；/n取质量份为：水溶性PTFE乳液10-50份，为制膜乳液组份B；/n将制膜乳液组份A与组份B混合，搅拌均匀，形成稳定的乳液；/n(3)化学置换反应沉积Cu/PTFE复合涂层/n将步骤(1)中预处理后的基体，浸渍于步骤(2)中配制的化学置换制膜乳液中，浸渍时间为30s-8min，在基体材料表面上生成偏红色的Cu/PTFE复合涂层，取出后备用；反应过程中会有气泡产生，当化学置换制膜乳液的各组份质量份较小时，浸渍时间靠近时间窗口上限8min，当化学置换制膜乳液的各组份质量份较大时，浸渍时间靠近时间窗口下限30s；/n(4)热氧化成膜处理/n将步骤(3)中表面覆盖有Cu/PTFE复合涂层的基体试样放到马弗炉或管式炉等加热炉中进行热氧化处理，气体氛围为空气或氧气，适当控制升温速率，至基体表面的偏红色的Cu/PTFE复合涂层都被氧化成偏黑色的CuO/PTFE复合涂层，热处理温度为150～380℃，保温时间为1～5h，热氧化处理结束后，取出试样空冷至室温，或随炉冷却至室温，即可制得具有超疏水性、超疏油性、热稳定性和耐腐蚀性的树枝状微纳米结构的CuO/PTFE复合超双疏性涂层。/n