[發明專利]一種一體式非金屬超滑減阻材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202211216152.6
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115521720A
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 陳烽;緱曉丹;楊青
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C09J7/25
• 分類號: C09J7/25;C09J7/24;C09J7/22;C08J7/12;C08J7/04;C08L83/04;C08L27/06;C08L21/00;C08L27/18;C08L27/16
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 馮素玲

1.一種一體式非金屬超滑減阻材料，其特征在于：

包括非金屬基底(1)和設置在非金屬基底(1)上表面的高分子材料層(2)；

所述非金屬基底(1)為彈性聚合物；所述高分子材料層(2)為固化的高分子材料，其分子間隙內儲存有潤滑液；

所述非金屬基底(1)和高分子材料層(2)之間的接觸面設置為微納粗糙結構；高分子材料層(2)上表面設置有溝槽結構，所述潤滑液滲出在高分子材料層(2)上表面及溝槽結構表面形成一體的自潤滑層(3)。

2.根據權利要求1所述的一種一體式非金屬超滑減阻材料，其特征在于：

所述非金屬基底(1)分子間隙內儲存有潤滑液。

3.根據權利要求1所述的一種一體式非金屬超滑減阻材料，其特征在于：

所述高分子材料層(2)為固化的聚二甲基硅氧烷；

所述潤滑液為粘度范圍在5-100cps的硅油。

4.根據權利要求1-3任一所述的一種一體式非金屬超滑減阻材料，其特征在于：

還包括設置在非金屬基底(1)下表面的膠粘層(4)和設置在膠粘層(4)下表面的離型膜(5)。

5.根據權利要求4所述的一種一體式非金屬超滑減阻材料，其特征在于：

所述溝槽結構為多個并排設置的寬度和深度為亞毫米級別的溝槽，或者寬度和深度為亞毫米級別的菱形且相互連通的溝槽。

6.一種權利要求1-5任一所述的一種一體式非金屬超滑減阻材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1】準備液態的聚合物，增加其強度并固化，形成彈性的非金屬基底(1)；

2】在非金屬基底(1)上表面制備微納粗糙結構；

3】將液態的高分子材料涂覆在制備好微納粗糙結構的非金屬基底(1)上表面，并使其固化形成高分子材料層(2)；

4】在高分子材料層(2)上表面制備溝槽結構；

5】將非金屬基底(1)上附著的高分子材料層(2)置入潤滑液中浸泡，使潤滑液吸附在高分子材料層(2)的分子間隙內；

6】取出后靜置，潤滑液從高分子材料層(2)的分子間隙分泌出來，在高分子材料層(2)表面形成一體的自潤滑層(3)，得到一體式非金屬超滑減阻材料。

7.根據權利要求6所述的一種一體式非金屬超滑減阻材料的制備方法，其特征在于：

在步驟5】中，還包括將非金屬基底(1)置入潤滑液中浸泡，使潤滑液吸附在非金屬基底(1)的分子間隙內。

8.根據權利要求6或7所述的一種一體式非金屬超滑減阻材料的制備方法，其特征在于：

在步驟6】后還包括步驟7】，在非金屬基底(1)的下表面涂覆膠粘劑形成膠粘層(4)，并在膠粘層下表面粘貼離型膜(5)，得到一體式非金屬超滑減阻材料。

9.根據權利要求8所述的一種一體式非金屬超滑減阻材料的制備方法，其特征在于：

步驟1】具體為：選擇液態硅膠作為液態的聚合物，在液態硅膠中添加碳纖維材料，使碳纖維材料在液態硅膠中的添加比例為2-30％；然后將液態硅膠在100-150℃溫度下加熱固化10-50分鐘，形成硅膠材料的非金屬基底(1)。

10.根據權利要求9所述的一種一體式非金屬超滑減阻材料的制備方法，其特征在于：

步驟4】具體為：

使用飛秒激光在高分子材料層(2)上表面刻蝕多個并排的寬度和深度為亞毫米級別的溝槽，形成仿水稻葉溝槽結構；

或者，使用飛秒激光在高分子材料層(2)上表面刻蝕寬度和深度為亞毫米級別的菱形且相互連通的溝槽，形成仿鯊魚皮溝槽結構。