【HETA】表面处理技术最新进展——超级疏水与铜表面亲水

对于制冷空调换热器，超级疏水技术具有解决结霜问题的潜力。为此，我们对此类技术最近的发展进行了技术文献调研。在2015年10月到2016年3月期间，我们发现超疏水研究的主要目的是提升防腐蚀性能。

比如王英等发表的《超疏水表面涂层制备技术的研究进展》文章，采用水玻璃作为SiO2原料，以有机硅MTMS作为共前驱体，研究发现，在适当的浓度条件下，将水玻璃用水稀释至质量百分比浓度为10%～25%的水玻璃溶液，将有机硅组分在充分搅拌条件下溶解于水中，形成质量百分比浓度为5%～20%有机硅的水溶液，然后将水玻璃溶液与有机硅溶液以质量比为1：8～30混合均匀，所得混合体涂在需要涂覆的材料表面，混合物在干燥过程中由于亲水性水玻璃成分和疏水性有机硅成分的微相分离，在扫描电镜(SEM) 下观察，会形成微米级和纳米级二重微观粗糙结构，静态水接触角达到153°，涂层具有超疏水性。方法简便，过程无需使用任何有机溶剂，本发明的涂层制备方法可用于玻璃、金属和水泥等表面超疏水功能涂层的涂覆。

赵立强的《溶胶—凝胶法制备超疏水表面的研究进展》一文谈到溶胶—凝胶法超疏水表面的应用，包括腐蚀与防护、防雾抗冰霜、流体减阻、透明超疏水涂层和自清洁与光减反。

而莫春燕的《TiO2—含氢硅油超疏水防腐涂层的制备及其性能研究—莫春燕》通过硬脂酸对TiO2表面改性，然后将改性后TiO2与PMHS杂合，在铝基底上形成纳米TiO2／PMHS复合涂层。复合涂层表面具有微／纳米双重粗糙结构，其与水的静态接触角为155°，表现出良好的超疏水性能。其电极腐蚀电位从裸铝片的-926mV正移至-603mV，腐蚀电流密度从裸铝片的4.68×10-5A/cm2下降至6.60×10-6A/cm2，显示出良好的防腐性能。

而带有润湿特性的铜表面在强化换热、雾气捕集和微流控等领域中显示出重要的应用前景。已有大量关于在铜或其它固体材料上构建超亲水/疏水特性表面的研究报道，但是更多的停留在研究阶段，而且亲水表面往往会有润湿性能衰退的问题。目前，铜亲水处理技术在行业内有研究，主要用于热管方向。有两项发明专利值得关注。

1.一种具微纳尺度超亲水铜表面结构的铜热管及其制备方法，公开号CN105021074，申请人华南理工大学。本发明公开了一种具微纳尺度超亲水铜表面结构的铜热管，所述铜热管包括两端封闭紫铜基管，中间为容纳工质液体的真空容腔，所述紫铜基管内壁表面设有超亲水结构层，所述超亲水结构层由具有多孔结构的微纳金属颗粒组成，所述金属颗粒结构直径为2-5μm，金属颗粒上的多孔结构孔径尺寸为200-500nm。本发明还提供了一种所述铜热管的制备方法，包括步骤：(1)铜表面的预处理；(2)碱辅助表面氧化；(3)高温固相烧结；(4)封头及抽真空。本发明提供的铜热管传热系数高，制备方法成本低，操作过程简单，且通过碱辅助表面氧化工艺和高温烧结工艺可以对金属表面金属颗粒直径、颗粒分布密度、孔径尺寸、比表面积等表面参数进行调控。

2.一种具微纳尺度超亲水铜表面结构的铜热管,公开号CN204987986,申请人华南理工大学。本实用新型公开了一种具微纳尺度超亲水铜表面结构的铜热管，所述铜热管包括两端封闭紫铜基管，中间为容纳工质液体的真空容腔，所述紫铜基管内壁表面设有超亲水结构层，所述超亲水结构层由具有多孔结构的微纳金属颗粒组成，所述金属颗粒结构直径为2-5μm，金属颗粒上的多孔结构孔径尺寸为200-500nm。本实用新型提供的铜热管传热系数高，制备方法成本低。