[發明專利]可精準調控表面超疏水特性的極耐磨功能織構的制備方法

有效

• 申請號: 202110561158.6
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113318948B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 陳磊;戴慶文;陳桑秋;嚴謹;黃巍;王曉雷
• 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;B05D5/00;B05D7/14;B05D7/24;B05D3/06;B05D3/14;C09D175/14;C09D7/63
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 韓天宇

本發明提供了一種可精準調控表面超疏水特性的極耐磨功能織構的制備方法，先用激光達標機在打磨后的合金表面加工為微米級正方體陣列，然后將配制好的可控的低表面能紫外光固化涂料均勻涂敷在織構化的鈦合金表面，最后用砂紙打磨掉表層涂層，至正方體織構頂面，得到超疏水性可控的極耐磨功能織構。本發明將極耐磨金屬材料和潤濕性可控的低表面能涂層相結合，以金屬材料為支撐點提升功能表面的耐磨性；以溝槽面積率r和低表面能超疏水涂層的配比為調控點，精準調控表面能，進而制備一種可精準調控表面超疏水性能的耐磨功能織構。

技術領域

本發明涉及表面功能織構加工技術領域，具體是一種可精準調控表面超疏水特性的極耐磨功能織構的制備方法。

背景技術

固體表面潤濕性是固體的一種重要特性，通常用接觸角來表示。一般將與液體的接觸角大于150°的表面稱作超疏水表面。作為一種功能性表面，其特殊的潤濕性在現代工業領域具有廣泛的應用前景。目前，實現表面超疏水性的方法主要有兩種：1)表面加工微納米的粗糙結構,2)直接涂覆低表面能涂層。超疏水涂層一般由復合材料制成，其中一部分提供粗糙度，另一部分提供低表面能，通過最小化液固之間的接觸面積實現超疏水功能。

國內外研究人員基于上述兩種技術原理，提出了各類的超疏水表面制備方法，獲得了良好的超疏水特性。然而，通過制造微納米的表面粗糙結構或涂敷低表面能的方法制備的超疏水表面仍然存在超疏性能不能精確調控、耐磨性差等問題。鑒于此，本發明專利提出一種可精準調控表面超疏水性能的耐磨功能織構制備方法。

發明內容

本發明為了解決現有技術的問題，提供了一種可精準調控表面超疏水特性的極耐磨功能織構的制備方法，將極耐磨金屬材料和潤濕性可控的低表面能涂層相結合，以金屬材料為支撐點提升功能表面的耐磨性；以低表面能超疏水涂層為調控點，精準調控表面能，進而制備一種可精準調控表面超疏水性能的耐磨功能織構。

本發明包括以下步驟：

1)用激光達標機在打磨后的耐磨金屬材料表面加工為微米級正方體陣列，正方體邊長L,槽寬Δs，溝槽面積率r,其中，L為50～700μm，Δs為50～700μm，r為10％～90％；

2)將加工好的試樣放入酒精中超聲清洗，烘干；

3)配制可控的低表面能紫外光固化涂料:

3.1)配制紫外光固化樹脂；所述的紫外光固化樹脂包含以下質量百分比的組分：聚氨酯丙烯酸酯(PUA)77％，甲基丙烯酸異冰片酯(IBOMA)20％，1-羥基環己基苯基甲酮(184)3％；

3.2)向紫外光固化樹脂中加入10％～50％不同質量分數的1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷(HFTCS)；

3.3)將各個成分加入燒杯中混合，放入攪拌器中，攪拌均勻；

3.4)放入真空箱內反復抽真空處理，直至所有氣泡消失；

4)將配制好的可控的低表面能紫外光固化涂料，均勻涂敷在織構化的鈦合金表面，放置于勻膠機內，先以1000rpm轉速旋轉30s，再以3000rpm轉速旋轉30s，得到均勻的紫外光固化涂料膜；

5)將試樣放入紫外光固化機中固化2min，得到可控的低表面能紫外光固化涂層；

6)用砂紙打磨掉表層涂層，至正方體織構頂面，得到超疏水性可控的極耐磨功能織構。

進一步改進，步驟1)采用的耐磨金屬材料為TC4鈦合金，所述的打磨過程為用金相砂紙W50、W28、W10、W5依次打磨合金表面，至均勻粗糙，所述的激光達標機工作參數為，激光功率3W,速度50mm/s，電流1A，頻率40kHz，脈沖寬度0.1μs。

本發明有益效果在于：