[發明專利]一種防覆冰復合材料表面設計及制備方法

有效

• 申請號: 201711154145.7
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107931061B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 潘蕾;胡靜玲;丁文燁;馬文亮;王斐;龐小飛;陶杰;汪濤
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B05D5/08
• 分類號: B05D5/08;B05D7/00;B05D7/02;B05D3/00;B82Y30/00;B82Y40/00;C25D11/06;C25D13/02
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 曹莉

1.一種防覆冰的復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)：在金屬板表面構造微米乳突的微觀結構；

所述金屬板表面微米乳突的微觀結構的構造方法包括以下步驟：

S1在潔凈的金屬板表面進行光刻后，陽極氧化處理得到表面處理后的金屬板；所述光刻的微坑直徑和微坑間距均為50-600μm，坑的深度為40-400μm；

S2在步驟S1中表面處理后的金屬板上涂布低表面能物質作為脫模劑，并且在高溫下退火；

所述低表面能物質為聚四氟乙烯和全氟乙烯丙烯共聚物中的一種或兩種；

(2)：通過納米結構的無機粒子在步驟(1)中微觀結構上構造微納復合結構，得到金屬板模板；所述構造微納復合結構的構造方法為通過電泳沉積法在所述步驟(1)微觀結構的表面沉積所述納米結構的無機粒子；所述無機粒子為碳納米管；

(3)：通過模板法將步驟(2)中的微納復合結構復制到復合材料基材表面得到初步復合材料；所述復合材料基材為聚醚醚酮、環氧樹脂、超高分子量聚乙烯增強的聚苯乙烯共聚物預浸料、玻纖高分子基復合材料；

(4)：在步驟(3)中的初步復合材料的具有微納復合結構表面上涂覆低表面能物質層；所述低表面能物質包括氟化烷基硅烷、氟聚合物、硫醇、聚苯硫醚中的一種或幾種；

(5)：細化微納復合結構：將與步驟(2)中相同的納米結構的無機粒子涂覆在步驟(4)的低表面能物質層上后，再涂覆一層表面涂層；所述表面涂層為聚苯硫醚、含氟聚丙烯酸酯、聚醚醚酮和SiO₂中的一種或幾種。

2.如權利要求1所述的防覆冰的復合材料的制備方法，其特征在于：步驟S1中，所述光刻的包括旋涂SUN-1150P正性光刻膠、前烘、曝光、顯影、后烘、腐蝕和去膠；

所述旋涂SUN-1150P正性光刻膠的參數為低速旋轉速率為400-600rpm，低速旋轉時間為15-5s；高速旋轉速率為2000-4000rmp，高速旋轉時間為20-30min；

所述前烘的條件為90-110℃，30-10min；

所述曝光的時間為25-40s；

所述顯影用的為SUN-238D顯影液；

所述后烘的條件為90-110℃，30-10min；

所述腐蝕的方法為用硝酸、氫氟酸配制酸洗液進行腐蝕30-180s。

3.如權利要求1所述的防覆冰的復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中的陽極氧化處理中，陽極為所述光刻后的金屬板，陰極為相同尺寸的不銹鋼，陽極電解液為氫氧化鈉300g/L,酒石酸鈉65g/L,乙二胺四乙酸30g/L,硅酸鈉6g/L；所述陽極和陰極間距離為3cm，陽極氧化時直流電源的電壓為10V-15V，時間為10min-20min。

4.如權利要求3所述的防覆冰的復合材料的制備方法，其特征在于：所述電泳沉積的方法為以異丙醇作為納米結構的無機粒子的分散介質，Al(NO₃)₃為電解質，表面有微米乳突的微觀結構的金屬板作為陰極；沉積電壓為60-100V，沉積時間為30-120s；在水浴溫度60℃下超聲8h配制配置電泳液。

5.權利要求1所述的防覆冰的復合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中的聚醚醚酮為碳纖維增強的聚醚醚酮；所述環氧樹脂為碳纖維增強的環氧樹脂。

6.如權利要求1所述的防覆冰的復合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中制備初步復合材料的方法為將所述復合材料基材放在步驟(2)中金屬板模板有微納復合結構的表面，在平板硫化機上進行壓板；再將冷卻后的金屬板模板與復合材料基材剝離。