[發明專利]一種聚四氟乙烯表面多級織構及其制備方法

有效

• 申請號: 201910660698.2
• 申請日: 2019-07-22
• 公開（公告）號: CN110303629B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 谷大鵬;宋克峰;劉守耀;陳素文;王子博;王帥兵
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B29C43/02
• 分類號: B29C43/02;B29C71/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉瀟

本發明屬于表面加工技術領域，尤其涉及一種聚四氟乙烯表面多級織構。該聚四氟乙烯表面多級織構包含均勻分布的微米級凹坑、微米級溝槽、微米級樹瘤和納米級花紋，該聚四氟乙烯表面多級織構具有與織物表面相同的復雜曲面形貌，同時包含多個尺度的織構，即10²微米級織構、10¹微米級織構、10⁰微米級織構、10²納米級織構。實施例的結果表明，本發明的聚四氟乙烯表面多級織構具有超疏水性，在自清潔表面、液體無損運輸等領域具有廣闊的應用前景和商業價值。

技術領域

本發明涉及表面加工技術領域，尤其涉及一種聚四氟乙烯表面多級織構及其制備方法。

背景技術

近年來，表面織構成為研究熱點，大量研究成果表明，表面織構化是提高表面性能的有效手段之一。表面織構技術是通過改變材料表面的物理結構，使表面具有一定尺寸形狀和排列分布的凹坑或凸包等圖案的陣列，以改善材料表面特性的方法。表面織構在超疏水表面、超疏油表面等功能性表面上的研究表明，其具有改變界面浸潤性的作用；表面織構在軸承、密封、刀具、硬盤、氣缸、導軌等機械零部件上的研究表明，其具有改善表面潤滑狀態和減摩抗磨的作用；表面織構在微流控領域的研究表明，其具有減阻作用。

目前，表面織構加工技術主要有激光加工、化學刻蝕、模壓加工和電子束加工等。其中，激光加工是通過激光束燒蝕汽化待加工材料，使待加工材料表面出現凹坑或凹槽等圖案的織構；化學刻蝕是通過化學藥品腐蝕待加工材料，使待加工材料表面出現大小不等的凹坑形的織構；模壓加工通過加壓使待加工材料被模板壓印出織構；電子束加工是通過電子束去除待加工材料，使待加工材料表面出現凹坑或凹槽等圖案的織構。但是，現有的表面織構加工技術存在兩點不足：第一，單位面積的織構加工成本過高，導致不適合大面積生產；第二，不能加工復雜圖案的織構，例如空間具有曲面形狀的織構。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚四氟乙烯表面多級織構及其制備方法，該聚四氟乙烯表面多級織構具有復雜曲面形貌，同時包含多個尺度的織構。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種聚四氟乙烯表面多級織構，包含微米級凹坑、微米級溝槽、微米級樹瘤和納米級花紋。

優選的，所述微米級凹坑的寬度為165～190μm，深度為85～115μm，所述微米級溝槽的寬度為9～13μm,深度為2.8～4.2μm，所述微米級樹瘤的直徑為2.0～5.0μm，所述納米級花紋的寬度為320～440nm。

本發明提供了上述技術方案所述聚四氟乙烯表面多級織構的制備方法，包括以下步驟：

以織物為模板，將聚四氟乙烯粉末進行冷模壓成型，將所得成型體進行脫模，得到聚四氟乙烯毛坯；

將所述聚四氟乙烯毛坯進行熱處理，得到聚四氟乙烯表面多級織構。

優選的，所述聚四氟乙烯粉末的粒徑為5μm。

優選的，所述織物為平紋滌綸織物。

優選的，所述織物的紗線寬度為(170±15)μm，所述紗線中單根纖維的寬度為(10.5±1.5)μm。

優選的，所述冷模壓成型的壓強為20～40MPa，所述冷模壓成型的時間為15～30min。

優選的，所述熱處理的程序為：從室溫升溫至105～115℃，保溫20～30min；然后升溫至310～320℃，保溫50～60min；再升溫至340～350℃，保溫150～180min；降溫至320～330℃，保溫50～60min；隨爐冷卻至室溫。

優選的，所述升溫的升溫速率為1℃/min。

優選的，所述降溫的降溫速率為2℃/min。