一种基于不锈钢网的超双疏材料及其制备方法和应用

本发明属于复合材料，尤其涉及一种基于不锈钢网的超双疏材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着工业的快速发展，金属和合金在管道运输、造船、通信电子、自清洁等方面具有巨大的应用潜力。但由于金属表面活性较活泼，很容易受到污染和腐蚀。因此，如何探索一种使金属材料更加稳定的方法成为一个热门的研究课题。金属的保护方法主要有电化学保护法、缓蚀剂保护法和表面涂层法。目前，表面涂层法主要是在金属表面原位形成超双疏涂层，以达到保护作用。而大多数超双疏涂层由于具有制备工艺复杂、制备成本较高、二次污染等问题，难以大规模生产。从实际应用的角度来看，开发一种简便、低成本的超双疏材料具有重要意义。

2、近年来，以金属网为基底的超双疏材料因其具有机械强度高、易获得、耐久性长等显著优点而备受关注。超双疏水金属网的制备主要是通过改变微观几何结构进行表面改性。然而大多数方法通常是在较为苛刻的条件下完成的，如昂贵的设备或装置，复杂的合成步骤，有毒的试剂或副产物等。因此，本发明提出了一种制备过程简便、耐久性高和成本低的基于不锈钢网的超双疏材料的方法来应用于日常生活与工业生产中。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的首要目的在于提供一种基于不锈钢网的超双疏材料及其制备方法和应用。

2、本发明的具体技术方案包括：

3、本发明提供了一种基于不锈钢网的超双疏材料的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)反应液的制备，将乙酰丙酮铜溶解于乙醇溶液中，得到溶液a，将双[3-(三甲氧基硅烷基)]丙基丁胺加入无水乙醇中，搅拌得到溶液b，将全氟辛酸加入无水乙醇中，搅拌得到溶液c，将溶液b缓慢逐滴加入溶液c中，搅拌得到混合液d；

5、(2)中间产物的制备，将洁净的不锈钢网(以下记为ssm)置于溶液a中浸泡处理，取出在空气中点燃，重复操作使不锈钢网表面均匀负载氧化铜纳米团簇(以下记为cuo-ncs)，清洗烘干后，得到中间产物(以下记为cuo-ncs@ssm)，备用；

6、(3)表面改性处理，将中间产物加入溶液d中，室温静置处理24h以上，清洗烘干后，使得中间产物cuo-ncs@ssm表面均匀负载化学枝接的氟化硅烷基团(以下记为msfg)，即得到所述基于不锈钢网的超双疏复合材料(以下记为msfg@cuo-ncs@ssm)。

7、作为本发明的进一步优化方案，所述步骤(2)还包括将不锈钢网依次经过乙醇和去离子水清洗后，放置在80℃的烘箱中干燥5h，取出备用。

8、作为本发明的进一步优化方案，使不锈钢网表面均匀负载氧化铜纳米团簇的方法具体为：将洁净的不锈钢网置于溶液a中浸泡5s，然后取出后在空气中点燃，燃尽后再浸入溶液a中浸泡5s，再次取出后在空气中点燃。此过程重复20次。

9、作为本发明的进一步优化方案，所述步骤(1)具体为：将2-6g的乙酰丙酮铜加入100ml乙醇溶液中，在磁力搅拌300r/min下搅拌1h，使其充分溶解，得到溶液a。将100μl的双[3-(三甲氧基硅烷基)]丙基丁胺加入到15ml无水乙醇中，搅拌0.5h得到溶液b。取0.5-2g的全氟辛酸放入到15ml无水乙醇中，搅拌得到溶液c，将溶液b缓慢逐滴加入溶液c中，搅拌0.5h得到混合液d。

10、作为本发明的进一步优化方案，所述步骤(2)和步骤(3)的烘干过程均为在80℃的烘箱中干燥3h。

11、本发明还提供了一种基于不锈钢网的超双疏材料，其由如上述任一所述的制备方法制得，该材料具有超双疏性。

12、本发明还提供了一种如上述所述的基于不锈钢网的超疏水复合材料在材料自清洁上的应用。

13、综上所述，本发明的有益效果为：

14、本发明相比于市面上的超双疏材料，制备过程简便，制备成本低，材料耐久性高，静态接触角高达155°，为进一步拓展材料的自清洁性能奠定了基础。

技术特征：

1.一种基于不锈钢网的超双疏材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于不锈钢网的超双疏材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括将不锈钢网依次经过乙醇和去离子水清洗后，放置在80℃的烘箱中干燥5h，取出备用。

3.根据权利要求1所述的一种基于不锈钢网的超双疏材料的制备方法，其特征在于，使不锈钢网表面均匀负载氧化铜纳米团簇的方法具体为：将洁净的不锈钢网置于溶液a中浸泡5s，然后取出后在空气中点燃，燃尽后再浸入溶液a中浸泡5s，再次取出后在空气中点燃。此过程重复20次。

4.根据权利要求1所述的基于不锈钢网的超疏水复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：将2-6g的乙酰丙酮铜加入100ml乙醇溶液中，在磁力搅拌300r/min下搅拌1h，使其充分溶解，得到溶液a。将100ml的双[3-(三甲氧基硅烷基)]丙基丁胺加入到15ml无水乙醇中，搅拌0.5h得到溶液b。取0.5-2g的全氟辛酸放入到15ml无水乙醇中，搅拌得到溶液c，将溶液b缓慢逐滴加入溶液c中，搅拌0.5h得到混合液d。

5.根据权利要求1所述的基于不锈钢网的超疏水复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)的烘干过程均为在80℃的烘箱中干燥3h。

6.一种基于不锈钢网的超双疏材料，其特征在于，其由权利要求1-5任一所述的制备方法制得，该材料静态接触角为155°。

7.一种如权利要求6所述的基于不锈钢网的超疏水复合材料在材料自清洁上的应用。

技术总结
本发明属于复合材料技术领域，具体公开了一种基于不锈钢网的超双疏材料及其制备方法和应用，制备方法包括先在不锈钢网SSM表面均匀负载氧化铜纳米团簇CuO‑NCs，得到中间产物CuO‑NCs@SSM，再在中间产物CuO‑NCs@SSM表面均匀负载MSFG，从而得到基于不锈钢网的超双疏材料MSFG@CuO‑NCs@SSM，本发明与市面上的超双疏材料相比，制备过程简便，制备成本低，材料耐久性高，静态接触角高达155°，为进一步拓展材料的自清洁性能奠定了基础。

技术研发人员：孙银宇,方辉平,李长江,柯仲成,沈彩云,尹紫寒,杨威,刘雨
受保护的技术使用者：黄山学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15