[發明專利]一種多功能仿生超疏水表面制備方法

在審

• 申請號: 201810809417.0
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN110743760A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 楊亮;姜中元
• 申請（專利權）人: 華芯科技(天津)有限公司
• 主分類號: B05D3/00
• 分類號: B05D3/00;B05D3/02;B05D5/00;B05D7/14;B05D7/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種多功能仿生超疏水表面制備方法，其特征在于，

步驟一，采用納秒激光，在脈沖激光燒蝕和沖擊的作用下在鈦合金表面制備出微米-納米分級結構；

步驟二，用低成本的聚硅氮烷復合涂層對微米-納米分級結構進行修飾；

步驟三，在聚硅氮烷復合涂層加入多種納米粒子使鈦合金的綜合性能得到提高。

2.如權利要求1所述的一種多功能仿生超疏水表面制備方法，其特征在于，步驟一所說的納秒激光，是指中心波長為λ＝1064nm，平均功率為20W，重復頻率為20kHz，輸出能量為1mJ/脈沖，脈沖寬度為100ns。

3.如權利要求1所述的一種多功能仿生超疏水表面制備方法，其特征在于，步驟一所說的納秒激光制備微米-納米分級結構，是指納秒激光束受掃描振鏡系統控制可沿指定方向移動，用焦距為f＝80mm的掃描透鏡在樣品表面聚焦成Φ＝40μm的光斑，通過不同的掃描方式在鈦合金基體表面構建微米-納米結構。

4.如權利要求1所述的一種多功能仿生超疏水表面制備方法，其特征在于，步驟二，用低成本的聚硅氮烷復合涂層取代價格昂貴且對環境有害的氟碳化合物對微米-納米分級結構進行修飾，降低了金屬基體制備超疏水表面的成本。

5.如權利要求1所述的一種多功能仿生超疏水表面制備方法，其特征在于，步驟三，在聚硅氮烷復合涂層加入多種納米粒子使鈦合金的綜合性能得到提高，以加入改性ZnO納米粒子為例，具體如下：

1)納米氧化鋅的分散：取1g鈦酸酯偶聯劑放入200ml異丙醇中攪拌20分鐘使其分散均勻，向混合液中加入3g納米氧化鋅粉，在30℃水浴中高速攪拌2小時使納米粉在混合液中均勻分散，抽濾后得到的沉淀在烘箱中烘干即得到改性氧化鋅顆粒；

2)涂層溶液的配置：溶液由稀釋劑二甲苯和聚硅氮烷以一定比例組成，將二者混合后再添加一定質量的改性納米二氧化硅，低溫超聲分散30min使改性納米顆粒在溶液中均勻分散；

3)涂覆與固化：將樣品垂直懸掛在溶液中，超聲涂覆30分鐘后表干20分鐘放入烘箱中隨爐升溫至200℃，保溫4小時后隨爐降至室溫；

在聚硅氮烷復合涂層加入改性ZnO納米粒子，不僅提高了鈦合金超疏水表面的耐腐蝕性能，而且對大腸桿菌的抑菌率也超過90％，另外還可以加入TiO₂、Fe₃O₄、碳納米管、石墨烯、金、銀多種顆粒提高鈦合金的綜合性能。