一种利用不同密封状态远程调控表面形貌及润湿性的方法

技术领域

本发明涉及多孔材料制备技术及涂层沉积制备改性技术领域，具体涉及一种利用不同密封状态远程调控表面形貌及润湿性的方法。

背景技术

涂层沉积技术是一种常见的制件表面处理方案，通常包括物理沉积和化学沉积。其中溶液浸涂法是一种成本低、普适性广、工艺简单、易于广泛应用的一种涂层沉积技术。通过将所需沉积的物质在溶剂中溶解或分散得到待处理溶液，然后将被处理制件放入待处理溶液中浸涂一定时间，待处理溶液中的所需物质沉积在制件表面后，将溶剂挥发，或经其他后处理后，最终得到含有所需沉积物质的涂层改性制件。在实际应用时，如果需要处理得到不同涂层性能的制件，通常配制不同待处理溶液，然后将制件浸泡于不同待处理溶液中，或者采用不同的工艺条件进行区别处理。上述两种方法或需配制不同沉积溶液，或需引入不同沉积工艺，无法在相同的沉积溶液和相同的沉积工艺中得到性能差异的涂层，存在材料成本增加、工艺繁琐等不足。因此，在涂层大规模工业化重复性制备过程中，寻找一种简便、经济、无损的沉积辅助改性途径以实现在相同沉积液和沉积工艺中不同性能的涂层的制备具有十分重要的研究意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种利用不同密封状态远程调控表面形貌及润湿性的方法，采用透明胶带对多孔制件的一面进行选择性密封处理后，置于相同的沉积液中，采用相同的沉积工艺，充分借助密封面对未密封面的远程调控作用，从而对制件的未密封面的涂层实现其物理形貌结构和润湿性的差异性制备，有效解决了现有技术中无法在相同的沉积液和沉积工艺中实现不同物理形貌结构及润湿性涂层制备等问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：提供一种利用不同密封状态远程调控表面形貌及润湿性的方法，包括以下步骤：

(1)将待沉积物质加入有机溶剂中搅匀，得沉积液；

(2)将多孔制件一面贴上透明胶带进行密封，然后将多孔制件密封面朝下置于步骤(1)所得沉积液中沉积处理，再取出后去掉透明胶带，静置挥发，得具有不同表面物理形貌结构和润湿性涂层的多孔制件。

进一步，步骤(1)中，待沉积物质为硅橡胶和二氧化硅纳米颗粒按质量比100:100～100:500混合而成的混合物。

进一步，硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶和甲基乙烯基苯基硅橡胶中的至少一种。

进一步，二氧化硅纳米颗粒尺寸为10-200nm。

进一步，步骤(1)中，沉积液浓度为0.05-10.0wt％。

进一步，步骤(1)中，沉积液浓度为0.5wt％。

进一步，步骤(1)中，有机溶剂为甲苯和/或二甲苯。

进一步，步骤(2)中，多孔制件为金属多孔制件、无机多孔制件或有机多孔制件。

进一步，金属多孔制件为铜网、铁网或钛网；无机多孔制件为玻纤布或岩棉；有机多孔制件为滤纸或无纺布。

进一步，步骤(2)中，沉积处理1s-6h；在20-200℃温度下静置挥发。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用透明胶带对多个多孔制件的一面进行选择性密封处理后，置于相同的沉积液中，采用相同的沉积工艺，充分借助密封面对未密封面的远程调控作用，从而对制件的未密封面的涂层实现其物理形貌结构和润湿性的差异性制备，有效解决了现有技术中无法在相同的沉积液和沉积工艺中实现不同物理形貌结构及润湿性涂层制备等问题。

2、本发明的方法具有普适性，可以针对金属多孔制件(如铜网)、无机多孔制件(如玻纤布)、有机多孔制件(如滤纸)等多种多孔制件表面实现不同润湿性的有效调控。同时，本发明这种胶带密封式远程调控方法对制件本身形貌结构无损伤，成本低、操作简单，不仅处理便捷，处理后还可以快速无损去除，为多孔制件表面涂层的大规模工业化重复性制备提供了一种简便、经济、无损、重复性非常优异的沉积制备新技术。

附图说明

图1为测试过程示意图；

图2为实施例1玻纤布表面(S

图3实施例2滤纸表面(S

图4实施例3铜网表面(S

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

在玻纤布表面采用胶带密封远程调控法制备具有特定物理形貌结构及润湿性的沉积涂层，包括以下步骤：

(1)将二甲基硅橡胶和二氧化硅(20nm)加入甲苯中搅匀，得浓度为1.0wt％的沉积液；二甲基硅橡胶和二氧化硅质量比100:100；

(2)将玻纤布一面贴上透明胶带进行密封，然后将多孔制件密封面朝下置于步骤(1)所得沉积液中沉积处理10min，再取出后去掉透明胶带，在室温下静置挥发，得具有不同表面物理形貌结构和润湿性涂层的玻纤布。

实施例2

在滤纸表面采用胶带密封远程调控法制备具有特定物理形貌结构及润湿性的沉积涂层，包括以下步骤：

(1)将二甲基硅橡胶和二氧化硅(20nm)加入甲苯中搅匀，得浓度为1.0wt％的沉积液；二甲基硅橡胶和二氧化硅质量比100:100；

(2)将滤纸一面贴上透明胶带进行密封，然后将多孔制件密封面朝下置于步骤(1)所得沉积液中沉积处理10min，再取出后去掉透明胶带，在室温下静置挥发，得具有不同表面物理形貌结构和润湿性涂层的滤纸。

实施例3

在铜网表面采用胶带密封远程调控法制备具有特定物理形貌结构及润湿性的沉积涂层，包括以下步骤：

(1)将二甲基硅橡胶和二氧化硅(20nm)加入甲苯中搅匀，得浓度为1.0wt％的沉积液；二甲基硅橡胶和二氧化硅质量比100:100；

(2)将铜网一面贴上透明胶带进行密封，然后将多孔制件密封面朝下置于步骤(1)所得沉积液中沉积处理1s，再取出后去掉透明胶带，在室温下静置挥发，得具有不同表面物理形貌结构和润湿性涂层的铜网。

实施例4

在岩棉表面采用胶带密封远程调控法制备具有特定物理形貌结构及润湿性的沉积涂层，包括以下步骤：

(1)将甲基乙烯基硅橡胶和二氧化硅(10nm)加入甲苯中搅匀，得浓度为0.5wt％的沉积液；甲基乙烯基硅橡胶和二氧化硅质量比100:500；

(2)将岩棉一面贴上透明胶带进行密封，然后将多孔制件密封面朝下置于步骤(1)所得沉积液中沉积处理1s，再取出后去掉透明胶带，80℃温度下静置挥发，得具有不同表面物理形貌结构和润湿性涂层的岩棉。

实施例5

在无纺布表面采用胶带密封远程调控法制备具有特定物理形貌结构及润湿性的沉积涂层，包括以下步骤：

(1)将甲基乙烯基苯基硅橡胶和二氧化硅(40nm)加入甲苯中搅匀，得浓度为0.25wt％的沉积液；二甲基硅橡胶和二氧化硅质量比100:300；

(2)将无纺布一面贴上透明胶带进行密封，然后将多孔制件密封面朝下置于步骤(1)所得沉积液中沉积处理1h，再取出后去掉透明胶带，在120℃温度下静置挥发，得具有不同表面物理形貌结构和润湿性涂层的无纺布。

实施例6

在铁网表面采用胶带密封远程调控法制备具有特定物理形貌结构及润湿性的沉积涂层，包括以下步骤：

(1)将甲基乙烯基硅橡胶和二氧化硅(80nm)加入甲苯中搅匀，得浓度为0.05wt％的沉积液；二甲基硅橡胶和二氧化硅质量比100:500；

(2)将铁网一面贴上透明胶带进行密封，然后将多孔制件密封面朝下置于步骤(1)所得沉积液中沉积处理6h，再取出后去掉透明胶带，在190℃温度下静置挥发，得具有不同表面物理形貌结构和润湿性涂层的铁网。

实施例7

在玻纤布表面采用胶带密封远程调控法制备具有特定物理形貌结构及润湿性的沉积涂层，包括以下步骤：

(1)将二甲基硅橡胶和二氧化硅(100nm)加入甲苯中搅匀，得浓度为5.0wt％的沉积液；二甲基硅橡胶和二氧化硅质量比100:400；

(2)将玻纤布一面贴上透明胶带进行密封，然后将多孔制件密封面朝下置于步骤(1)所得沉积液中沉积处理3h，再取出后去掉透明胶带，在100℃温度下静置挥发，得具有不同表面物理形貌结构和润湿性涂层的玻纤布。

实施例8

在无纺布表面采用胶带密封远程调控法制备具有特定物理形貌结构及润湿性的沉积涂层，包括以下步骤：

(1)将甲基乙烯基苯基硅橡胶和二氧化硅(140nm)加入二甲苯中搅匀，得浓度为7.5wt％的沉积液；二甲基硅橡胶和二氧化硅质量比100:200；

(2)将无纺布一面贴上透明胶带进行密封，然后将多孔制件密封面朝下置于步骤(1)所得沉积液中沉积处理2h，再取出后去掉透明胶带，在150℃温度下静置挥发，得具有不同表面物理形貌结构和润湿性涂层的无纺布。

实施例9

在钛网表面采用胶带密封远程调控法制备具有特定物理形貌结构及润湿性的沉积涂层，包括以下步骤：

(1)将二甲基硅橡胶和二氧化硅(200nm)加入甲苯中搅匀，得浓度为10.0wt％的沉积液；二甲基硅橡胶和二氧化硅质量比100:100；

(2)将钛网一面贴上透明胶带进行密封，然后将多孔制件密封面朝下置于步骤(1)所得沉积液中沉积处理50s，再取出后去掉透明胶带，在200℃温度下静置挥发，得具有不同表面物理形貌结构和润湿性涂层的钛网。

对比实施例1

在未密封的玻纤布表面制备具有特定物理形貌结构及润湿性的沉积涂层，包括以下步骤：

(1)将二甲基硅橡胶和二氧化硅(20nm)加入甲苯中搅匀，得浓度为1.0wt％的沉积液；二甲基硅橡胶和二氧化硅质量比100:100；

(2)将玻纤布置于步骤(1)所得沉积液中沉积处理10min，再取出后去掉透明胶带，在室温下静置挥发，得具有不同表面物理形貌结构和润湿性涂层的玻纤布。

对比实施例2

在未密封的滤纸表面制备具有特定物理形貌结构及润湿性的沉积涂层，包括以下步骤：

(1)将二甲基硅橡胶和二氧化硅(20nm)加入甲苯中搅匀，得浓度为1.0wt％的沉积液；二甲基硅橡胶和二氧化硅质量比100:100；

(2)将滤纸置于步骤(1)所得沉积液中沉积处理10min，再取出后去掉透明胶带，在室温下静置挥发，得具有不同表面物理形貌结构和润湿性涂层的滤纸。

对比实施例3

在未密封的铜网表面制备具有特定物理形貌结构及润湿性的沉积涂层，包括以下步骤：

(1)将二甲基硅橡胶和二氧化硅(20nm)加入甲苯中搅匀，得浓度为1.0wt％的沉积液；二甲基硅橡胶和二氧化硅质量比100:100；

(2)将铜网置于步骤(1)所得沉积液中沉积处理1s，再取出后去掉透明胶带，在室温下静置挥发，得具有不同表面物理形貌结构和润湿性涂层的铜网。

将实施例1-3和对比实施例1-3所得样品进行扫描电镜形貌拍照和水接触角测试(如图1所示)，测试结果如图2-4所示。

由图2-4可知，在相同沉积液和沉积工艺下，在玻纤布样品表面，采用胶带密封处理和未采用胶带密封处理，其表面物理形貌结构和润湿性存在显著差异；在滤纸和铜网样品表面也可观察到类似结果。因此，本发明所提供的利用不同密封状态远程调控表面形貌及润湿性的方法对各类多孔材料表面特定物理形貌结构和润湿性涂层的制备具有普适性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。