户外水雾收集用自溢油凝胶超滑液涂层材料的制备方法

本发明涉及超滑液表面的制备，具体地指一种可用于户外水雾收集的自溢油凝胶超滑液涂层的制备方法。

背景技术：

1、超滑液表面的制备是受到自然界中的猪笼草的唇叶仿生。猪笼草唇叶表面由于具有微观粗糙结构和润滑液，极易使停留于唇叶上的微型生物体掉入口器内部的消化系统。通过仿生制备，可在基底表面设计与猪笼草唇叶表面结构类似的粗糙结构和润滑机制，实现超滑液表面的制备。超滑液表面由于具备优异的水润滑性能，并在抗结冰、表面自清洁、液滴运输等领域。

2、在昼夜温差大的干旱地区，采用超滑液表面进行水雾收集，是一种低成本获取可饮用淡水的方法。但现有超滑液涂层多为单层多孔储油结构，持油稳定性不足，运维成本较高，难以适用于户外水雾收集。

技术实现思路

1、本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种工艺简单、生产周期短和成本低廉的可食用自溢油超滑液涂层的制备方法；利用天然大分子如巴西棕榈蜡、蜂蜡在食品添加剂级润滑油如油酸乙酯中的溶胀制备油凝胶，并通过调配复合油凝胶的固含量，以实现自溢油凝胶超滑液涂层材料的制备。液滴在超滑液涂层上具有较小滑动角，且表面具备自清洁、透明、水润滑等特性。

2、本发明的技术方案为：一种户外水雾收集用自溢油凝胶超滑液涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

3、a.将玻璃片作为基底，依次在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗，烘干备用；

4、b.将蜂蜡加入到油酸乙酯中，蜂蜡与油酸乙酯的质量比为(4～5)：100，加热搅拌直至完全溶解，得到蜂蜡/油酸乙酯混合液，随后将蜂蜡/油酸乙酯混合液旋涂于基底，冷却至室温，得到下层溢油油凝胶涂层；

5、c.将巴西蜡加入到油酸乙酯中，巴西蜡与油酸乙酯的质量比为(8～12)：100，加热搅拌直至完全溶解，得到巴西蜡/油酸乙酯混合液，再加入去离子水加热搅拌合成乳液，得到上层多孔油凝胶乳液；

6、d.将步骤c所得上层多孔油凝胶乳液旋涂于步骤b所得下层溢油油凝胶涂层上，然后经冷冻干燥，得到上层多孔油凝胶、下层溢油油凝胶的自溢油凝胶超滑液涂层材料。

7、优选的，步骤b中，蜂蜡与油酸乙酯加热搅拌的温度为60℃～70℃、时间为30min～1h。

8、优选的，步骤c中，巴西蜡与油酸乙酯加热搅拌的温度为80℃～90℃、时间为2h～4h。

9、优选的，步骤c中，加入去离子水加热搅拌的温度为80℃～90℃、时间为10～30min。

10、优选的，步骤c中，去离子水和巴西蜡/油酸乙酯混合液的质量比为(7～9):1。

11、优选的，步骤d中，样品在-10℃，1.3pa条件下冷冻干燥2h～4h。

12、优选的，步骤b和步骤d中，采用纯度≥75wt％的油酸乙酯。

13、优选的，步骤b和步骤d中，旋涂转速均为2000～2500r/min。

14、本发明还提供一种户外水雾收集用自溢油凝胶超滑液涂层材料，根据以上任一项所述的户外水雾收集用自溢油凝胶超滑液涂层材料的制备方法制备得到。

15、本发明的有益效果为：

16、1.运用层次化设计，于功能层(多孔油凝胶层)表面下方添加自溢油层，并提高润滑油组分占比，提高材料储油能力与溢油能力，可达到提升材料稳定性和功能持续性的效果，具有巨大应用前景。

17、2.本发明制得的自溢油凝胶超滑液涂层材料表面具有优异的疏液性能，可在户外昼夜环境下快速实现水的气液转换、微小液滴的捕捉、水滴的扩大以及水滴的自滑落收集等，从而进行高效的户外水雾收集，适用于各种户外运动、户外生存。

18、3.涂层制备全采用可食用级原料，且无有机溶剂参与反应过程，该涂层的制备具有方法简单环保、成本低、便于大规模应用等优势。

技术特征：

1.一种户外水雾收集用自溢油凝胶超滑液涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的户外水雾收集用自溢油凝胶超滑液涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤b中，蜂蜡与油酸乙酯加热搅拌的温度为60℃～70℃、时间为30min～1h。

3.如权利要求1所述的户外水雾收集用自溢油凝胶超滑液涂层材料的制备方法，其特征在于：步骤c中，巴西蜡与油酸乙酯加热搅拌的温度为80℃～90℃、时间为2h～4h。

4.如权利要求1所述的户外水雾收集用自溢油凝胶超滑液涂层材料的制备方法，其特征在于：步骤c中，加入去离子水加热搅拌的温度为80℃～90℃、时间为10～30min。

5.如权利要求1所述的户外水雾收集用自溢油凝胶超滑液涂层材料的制备方法，其特征在于：步骤c中，去离子水和巴西蜡/油酸乙酯混合液的质量比为(7～9):1。

6.如权利要求1所述的户外水雾收集用自溢油凝胶超滑液涂层材料的制备方法，其特征在于：步骤d中，样品在-10℃，1.3pa条件下冷冻干燥2h～4h。

7.如权利要求1所述的户外水雾收集用自溢油凝胶超滑液涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤b和步骤d中，均采用纯度≥75wt％的油酸乙酯。

8.如权利要求1所述的户外水雾收集用自溢油凝胶超滑液涂层材料的制备方法，其特征在于：步骤b和步骤d中，旋涂转速均为2000～2500r/min。

9.一种户外水雾收集用自溢油凝胶超滑液涂层材料，其特征在于：根据权利要求1～8项中任一项所述的户外水雾收集用自溢油凝胶超滑液涂层材料的制备方法制备得到。

技术总结
本发明公开了一种户外水雾收集用自溢油凝胶超滑液涂层材料的制备方法；利用天然大分子如巴西棕榈蜡、蜂蜡在食品添加剂级润滑油如油酸乙酯中的溶胀制备油凝胶，并通过调配复合油凝胶的固含量，以实现自溢油凝胶超滑液涂层材料的制备。液滴在超滑液涂层上具有较小滑动角，且表面具备自清洁、透明、水润滑等特性。该超滑涂层表面能快速实现微小液滴的捕捉、水滴扩大以及水滴去除等，从而具有高效的雾气收集效率。涂层的制备方法简单、成本低，便于大规模制备，具有广泛的应用前景。

技术研发人员：陶江,王大珩,卢俊佩,赵雷,陈君霞
受保护的技术使用者：湖北大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13