[發(fā)明專利]具有納米結(jié)構(gòu)的防冰自移除冷凝水滴表面的制造方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010486021.4
• 申請日: 2020-06-01
• 公開（公告）號: CN111906994B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃漢雄;張宇翔
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: B29C45/14
• 分類號: B29C45/14;B29B11/00;B29B11/14
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 付茵茵

1.具有納米結(jié)構(gòu)的防冰自移除冷凝水滴表面的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)制備納米結(jié)構(gòu)模板，在其表面上形成高縱橫比的納米孔結(jié)構(gòu)；

(2)對納米結(jié)構(gòu)模板進(jìn)行修飾；

(3)將修飾后的納米結(jié)構(gòu)模板固定于注塑模具的型腔表面上，加熱注塑模具，采用注塑機(jī)將高分子熔體注入模具型腔內(nèi)，對熔體進(jìn)行保壓、冷卻和定型后，在注塑制品表面上形成規(guī)整、有序排列的納米結(jié)構(gòu)，開模，取出注塑制品；

步驟(1)中，納米結(jié)構(gòu)模板的厚度為0.2mm，表面納米孔的頂部直徑為100nm、底部直徑為40nm、中心距為120nm、深度為500nm；

步驟(3)中，注塑高分子制品表面上納米結(jié)構(gòu)為柱狀，納米結(jié)構(gòu)的直徑、高度和間距均為納米級；

步驟(3)中，高分子材料為聚丙烯。

2.按照權(quán)利要求1所述的具有納米結(jié)構(gòu)的防冰自移除冷凝水滴表面的制造方法，其特征在于：步驟(1)中，用于制備納米結(jié)構(gòu)模板的材料為超純鋁、銅合金、不銹鋼或硅。

3.按照權(quán)利要求1所述的具有納米結(jié)構(gòu)的防冰自移除冷凝水滴表面的制造方法，其特征在于：步驟(1)中，根據(jù)模板材料的不同，模板表面納米孔結(jié)構(gòu)的制備方法為陽極氧化、光刻、化學(xué)刻蝕或激光刻蝕。

4.按照權(quán)利要求1所述的具有納米結(jié)構(gòu)的防冰自移除冷凝水滴表面的制造方法，其特征在于：步驟(2)中，將所制備的模板置于配置好的氟硅烷溶液中進(jìn)行修飾。

5.按照權(quán)利要求1所述的具有納米結(jié)構(gòu)的防冰自移除冷凝水滴表面的制造方法，其特征在于：步驟(3)中，采用注塑機(jī)將高分子材料熔融、塑化成熔體，將熔體注入固定有納米結(jié)構(gòu)模板的注塑模具型腔內(nèi)，在充模壓力或同時(shí)在模具壓縮力的作用下，熔體填充至模板的納米孔中，對熔體進(jìn)行保壓、冷卻和定型后，在注塑制品表面上形成規(guī)整、有序排列的納米結(jié)構(gòu)。

6.按照權(quán)利要求1所述的具有納米結(jié)構(gòu)的防冰自移除冷凝水滴表面的制造方法，其特征在于：注塑高分子制品表面上的納米結(jié)構(gòu)可有效防止水滴的浸潤，明顯降低表面的固-液接觸面積和潤濕狀態(tài)能量比，降低表面與冷凝水滴的粘附力，液滴合并釋放的表面能可使冷凝微水滴發(fā)生高效的自移除行為，使表面不斷更新、表面上覆蓋的冷凝微水滴維持明顯較低的量，并降低固-液界面的熱交換，故注塑高分子制品表面呈現(xiàn)高的靜態(tài)和動態(tài)超疏水特性、較明顯的冷凝微水滴自移除功能和高的防結(jié)冰性能。

7.按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的具有納米結(jié)構(gòu)的防冰自移除冷凝水滴表面的制造方法的應(yīng)用，其特征在于：用于制備防結(jié)冰、強(qiáng)化冷凝傳熱、防污、防塵或收集靜電能量材料。