[发明专利]一种固态超润滑界面材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种固态超润滑界面材料及其制备方法，包括选择基底材料；将油漆溶液均匀喷涂到所述基底材料的第一表面形成油漆薄膜；固化所述油漆薄膜；将所述基底材料与所述第一表面相对的第二表面固定在载玻片上；加热所述载玻片，使所述油漆薄膜的温度升高至润滑剂的熔点；取润滑剂并均匀涂覆在所述油漆薄膜的表面；待所述润滑剂在室温下固化后，去除所述载玻片，获得所述固态超润滑界面材料。本发明利用黑色油漆和石蜡润滑剂结合多孔薄膜，克服了现有技术制备繁琐、成本高、传统除冰技术耗能大、效率低和对环境不友好以及传统防/除冰界面材料无法兼具稳定性和自修复性等缺点。

技术领域

本发明涉及超润滑界面材料，具体涉及一种自修复性低温防/除冰固态超润滑界面及其制备方法。

背景技术

低温界面的结冰问题涉及到交通运输、电力线路、风力发电、航空航天等重要的领域，对生产和生活构成了严重的危害。传统的防/除冰方法如加热、化学和机械方法等往往具有耗能大、效率低及对环境不友好等不足。近年来，人们相继提出各种新型防/除冰技术，其中，以荷叶现象为代表的超疏水界面(Superhydrophobic surface,SHP)和基于猪笼草口缘区润滑效应的液体灌注型超润滑界面(slippery liquid infusedporous surface,SLIPS)以耗能小、成本低、环境友好等优点引起了广泛的关注。然而，SHP在低温高湿环境下适应性较弱，稳定性较差，不能自修复；SLIPS虽具有良好的自修复性，但其润滑液体在使用时容易发生迁移、泄漏和挥发进而导致界面失稳，不能长期用于防/除冰领域。制备一个兼具优异的稳定性和自修复性的防/除冰界面材料仍是一个重大挑战。

受自然界植物叶片外表皮蜡难挥发，可自修复，不易被水/冰移除等优点的启发，研究人员提出了一种固态超润滑界面，该界面兼具有优异的稳定性和自修复性能。然而，现在很多固态超润滑防/除冰界面的基底制备方法步骤繁琐，有的甚至使用昂贵的磁性纳米粒子作为润滑剂的一部分，成本较高。因此，本发明提出了利用黑色油漆和石蜡润滑剂结合多孔薄膜基底来制备固态超润滑界面，成本低、操作简单且快速，可以短时间内制备出大量的固态超润滑界面，更好地满足防/除冰等应用领域的要求。

发明内容

本发明的目的之一在于克服传统防/除冰界面材料无法兼具稳定性和自修复性的缺点，提供一种可自修复的稳定的固态超润滑界面，以实现通过施加太阳光/近红外光，使其快速自修复；在水中浸泡或在空气中垂直放置后，仍具有优异的稳定性，可更好地满足防/除冰等应用的要求。

本发明的目的之二在于克服传统防/除冰方法耗能大、效率低及对环境不友好等缺点，提供一种具有节能高效及环境友好性的固态超润滑光热界面，以实现通过施加太阳光，利用光热效应在低温环境中延迟结冰时间或融化积冰。

本发明的目的之三在于克服目前固态超润滑防/除冰界面制备繁琐、成本高的缺点，提出一种成本低、操作简单且快速、可以短时间内制备出大量的固态超润滑防/除冰界面。

具体地，本发明的技术方案如下：

一种固态超润滑界面材料的制备方法，包括以下步骤：

选择基底材料，所述基底材料为多孔薄膜；

将油漆溶液均匀喷涂到所述基底材料的第一表面形成油漆薄膜；

固化所述油漆薄膜；

将所述基底材料与所述第一表面相对的第二表面固定在载玻片上；

加热所述载玻片，使所述油漆薄膜的温度升高至润滑剂的熔点；

取润滑剂并均匀涂覆在所述油漆薄膜的表面；

待所述润滑剂在室温下固化后，去除所述载玻片，获得所述固态超润滑界面材料。

进一步地，所述油漆为黑色油漆。

进一步地，所述润滑剂为石蜡。