一種製備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法
2023-12-04 21:47:31 2
一種製備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法
【專利摘要】本發明涉及一種利用「液相」表面為模板，製備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法。以「液相」表面為模板，將樹脂覆蓋在其表面，固化後的樹脂可複製出超低粗糙度的樹脂膜層。本發明所製備的超低粗糙度樹脂膜層可望應用於防海洋汙損、減阻等領域。
【專利說明】一種製備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用「液相」表面為模板，製備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法。
【背景技術】
[0002]表面粗糙度是影響材料性能的重要因素之一，也會影響表面的某些性能。例如，表面粗糙度會增強表面的表觀潤溼性，另外，表面粗糙度的存在會影響表面附著物與表面間的作用力等。因此具有特殊粗糙度表面的製備對於功能材料的開發與應用至關重要。
[0003]低表面粗糙度表面在實際工業中具有廣泛的應用前景。實驗證實，低粗糙低表面可以顯著降低材料表面細菌的附著概率及附著力，這為新型防海洋生物汙損附著材料的開發提供依據。另外，低粗糙度表面可以顯著降低液滴與其表面的阻力，可應用於減阻材料的開發。目前，用於降低固體金屬表面粗糙度的方法很多，常用的方法包括機械拋光、電化學拋光等。但對於有機聚合物層，尤其是工業中常用的樹脂膜層，其低粗糙度表面構建方法很少。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種製備超低粗糙度樹脂膜層的方法。
[0005]為實現上述目的，本發明採用的技術方案為:
[0006]一種製備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法，以「液相」表面為模板，將樹脂覆蓋在其表面，固化後的樹脂可複製出超低粗糙度的樹脂膜層。
[0007]所述「液相」表面為在固相載體表面製備具有粗糙結構的表面，並採用低表面能物質對膜進行修飾，在修飾後的載體表面覆蓋一層與表面匹配性好的液體，而後藉助微結構的毛細作用，即在載體表面形成一層連續的、光滑的「液相」表面。
[0008]所述載體為金屬鋁或表面覆蓋鋁鍍層的金屬試樣；所述低表面能物質為含-(CF2)基團的矽烷；所述與表面匹配性好的液體為由基團-(CF2)n-組成的聚醚。
[0009]所述「液相」表面的製備:
[0010](I)載體表面粗糙結構的構築:以清洗後的載體為陽極，不鏽鋼為陰極，在體積比為1:4的高氯酸與乙醇溶液中進行載體的電化學拋光，拋光電壓為12-15V直流電壓，拋光時間為2-3分鐘；隨後，以拋光後的鋁為陽極，不鏽鋼電極為陰極，0.4M乙二酸的水溶液為電解液，採用陽極氧化方式在金屬表面製備粗糙氧化鋁膜，兩極間施加70-80V直流電壓，氧化時間為2-4分鐘，溫度為室溫；
[0011](2)載體表面修飾:將陽極氧化後表面附有粗糙結構的試樣浸泡在含5-10% (體積百分比)的十三氟辛基三乙氧基矽烷的乙醇溶液中浸泡5-10分鐘，取出後在140-150°C環境中處理5-10分鐘；
[0012](3) 「液相」表面膜的覆蓋:將聚醚加至處理後的試樣表面，並將試樣傾斜20-25°放置1-2小時，在表面覆蓋一層與表面化學性質匹配性好的液體，藉助微結構的毛細作用，載體表面形成一層連續的、光滑的「液相」表面。
[0013]所述載體採用去離子水對其表面進行超聲震蕩清洗。
[0014]採用環氧樹脂覆蓋在模板表面，而後用Iwt.%鄰苯二甲酸二丁酯作為稀釋劑，0.5wt.%三乙烯二胺混合物作為固化劑，在室溫下固化時間為24_48h。
[0015]本發明所具有的優點:
[0016]本發明以「液相」表面為模板，一步複製製備出低粗糙度表面的樹脂膜層。且不需用大型設備。通過本發明製備的具有超低粗糙度的樹脂膜層可應用於海洋防汙、減阻等領域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明實施例提供的以「液相」表面為模板，製備的具有超低粗糙度的樹脂表面高度的線掃描結果圖。
【具體實施方式】
[0018]實施例1
[0019](I)採用去離子水對純鋁基體表面進行超聲震蕩清洗；
[0020](2)以清洗後的金屬鋁為陽極，不鏽鋼為陰極，在體積比為1:4的高氯酸與乙醇溶液中(溫度低於:TC)進行鋁的電化學拋光，拋光電壓為15V直流電壓，拋光時間為2分鐘；隨後，以拋光後的鋁為陽極，不鏽鋼電極為陰極，0.4M乙二酸的水溶液為電解液，採用陽極氧化方式在金屬表面製備粗糙氧化鋁膜，兩極間施加70V直流電壓，氧化時間為2分鐘，溫度為室溫；
[0021](3)將陽極氧化後的表面附有粗糙氧化鋁結構的試樣浸泡在含1% (體積百分比)的十三氟辛基三乙氧基矽烷的乙醇溶液中浸泡10分鐘，取出後在140°C環境中處理10分鐘；
[0022](4)將全氟聚醚滴加至處理後的試樣表面，並將試樣傾斜20°放置2小時，藉助微結構的毛細作用，載體表面形成一層連續的、光滑的「液相」表面。
[0023](5)將市售的環氧樹脂均勻覆蓋到「液相」表面，待樹脂聚合凝固後，可複製出低粗糙度表面，其表面高度的線掃描結果如圖1所示。由圖1可知，其表面高度起伏低於20nm。
【權利要求】
1.一種製備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法，其特徵在於:以「液相」表面為模板，將樹脂覆蓋在其表面，固化後的樹脂可複製出超低粗糙度的樹脂膜層。
2.按權利要求1所述的製備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法，其特徵在於:所述「液相」表面為在固相載體表面製備具有粗糙結構的表面，並採用低表面能物質對膜進行修飾，在修飾後的載體表面覆蓋一層與表面匹配性好的液體，而後藉助微結構的毛細作用，即在載體表面形成一層連續的、光滑的「液相」表面。
3.按權利要求2所述的製備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法，其特徵在於:所述載體為金屬鋁或表面覆蓋鋁鍍層的金屬試樣；所述低表面能物質為含-(CF2)n-基團的矽烷；所述與表面匹配性好的液體為由基團-(CF2)n-組成的聚醚。
4.按權利要求2所述的製備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法，其特徵在於:所述「液相」表面的製備: (1)載體表面粗糙結構的構築:以清洗後的載體為陽極，不鏽鋼為陰極，在體積比為1:4的高氯酸與乙醇溶液中進行載體的電化學拋光，拋光電壓為12-15V直流電壓，拋光時間為2-3分鐘；隨後，以拋光後的鋁為陽極，不鏽鋼電極為陰極，0.4M乙二酸的水溶液為電解液，採用陽極氧化方式在金屬表面製備粗糙氧化鋁膜，兩極間施加70-80V直流電壓，氧化時間為2-4分鐘，溫度為室溫； (2)載體表面修飾:將陽極氧化後表面附有粗糙結構的試樣浸泡在含5-10%(體積百分比)的十三氟辛基三乙氧基矽烷的乙醇溶液中浸泡5-10分鐘，取出後在140-150°C環境中處理5_10分鐘； (3)「液相」表面膜的覆蓋:將聚醚加至處理後的試樣表面，並將試樣傾斜20-25°放置1-2小時，在表面覆蓋一層與表面化學性質匹配性好的液體，藉助微結構的毛細作用，載體表面形成一層連續的、光滑的「液相」表面。
5.按權利要求4所述的製備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法，其特徵在於:所述載體採用去離子水對其表面進行超聲震蕩清洗。
6.按權利要求1所述的一種製備具有超低粗糙度樹脂膜層的方法，其特徵在於:採用環氧樹脂覆蓋在模板表面，而後用鄰苯二甲酸二丁酯作為稀釋劑，三乙烯二胺作為固化劑，在室溫下固化時間為24-48h。
【文檔編號】C25D11/10GK104441357SQ201410718478
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月1日 優先權日:2014年12月1日
【發明者】王鵬, 張盾, 陸洲 申請人:中國科學院海洋研究所