[发明专利]具有阵列微结构的生物基超疏水防冰涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种具有阵列微结构的生物基超疏水防冰涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)以厚度为0.2-0.4mm金属材料为基体，将所述金属材料裁成边长为1-2cm的金属模板，之后利用微米级电化学加工工艺在所述金属模板上构建微米级阵列结构，之后用乙醇和去离子水清洗、干燥备用；

(2)将步骤(1)干燥后的所述金属模板进行阳极氧化处理，之后用乙醇和去离子水清洗、干燥备用；

(3)将步骤(2)处理后的所述金属模板用粘合剂粘附在厚度1-2cm的聚氨酯热塑性弹性基体之上，形成金属-弹性基体模板；

(4)另取一块铝合金板作为基底，在所述基底上涂覆厚度为100-150μm的生物基聚合物，获得基底-生物基聚合物涂层；

所述生物基聚合物是经有机溶剂预处理的生物基聚氨酯、生物基聚对苯二甲酸四次甲基酯或生物基环氧树脂，且所述生物基聚合物的粘度为5-7Pa.s；所述有机溶剂由甲苯、对二甲苯、乙酸乙酯、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃中的任意两种按体积比1：1混合而成；

(5)将步骤(3)中获得的所述金属-弹性基体模板预热到60℃-80℃，之后在压力为2MPa的条件下利用压印工艺将所述金属-弹性基体模板上的微米级阵列结构复制到所述基底-生物基聚合物涂层表面；之后在乙醇溶液中取下所述金属-弹性基体模板，使所述生物基聚合物涂层成为具有阵列微结构的生物基超疏水防冰 涂层。

2.根据权利要求1所述的一种具有阵列微结构的生物基超疏水防冰 涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述金属材料为镁合金、铝合金、钛合金、铜合金。

3.根据权利要求1所述的一种具有阵列微结构的生物基超疏水防冰 涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述微米级电化学加工工艺参数：电极材料为直径10μm的钨丝，电源负极电压4v、脉冲宽度60ns、脉冲频率≤25MHz，电机进给速度3-5μm/min，电解液为0.1-0.2mol/L稀盐酸溶液，电极之间的脉冲电流为1.5mA；工艺过程为：不锈钢机装夹所述金属模板接在电源负极上，控制电极之间的脉冲电流1.5mA，使所述金属模板在电极周围区域内溶解蚀除。

4.根据权利要求1所述的一种具有阵列微结构的生物基超疏水防冰 涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述微米级阵列结构为圆柱形、方柱形、圆锥形、四棱锥形或U形；所述圆柱形的尺寸为高20-60μm、直径30-70μm、间距50-100μm，所述方柱形的尺寸为高20-60μm、边长60-120μm、间距50-100μm，所述圆锥形的尺寸为高20-60μm 、母线与直径的夹角为70°，所述四棱锥形的尺寸为高20-60μm、侧面三角形与低面的夹角为70°，所述U形的尺寸为槽道宽度30-50μm、槽道间距10-20μm、槽道高度5-15μm。

5.根据权利要求1所述的一种具有阵列微结构的生物基超疏水防冰 涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述阳极氧化过程为在阳极氧化槽中盛装0.2-0.4mol/L的草酸溶液，连接好导线，以所述金属模板为 电源正极，铂片为电源负极，在4℃、45V恒温恒压条件下反应2-4h；之后将所述金属模板放入体积分数为5％的磷酸溶液中，控制温度为40℃，反应20-30min。

6.根据权利要求1所述的一种具有阵列微结构的生物基超疏水防冰 涂层的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述粘合剂为单涂热硫化胶粘剂MEGUM3290-1或TD-870；所述弹性基体的面积为所述金属模板的10倍，所述金属模板之间的粘贴间距为1-2mm。

7.一种具有阵列微结构的生物基超疏水防冰涂层，其特征在于，所述具有阵列微结构的生物基超疏水防冰涂层采用所述权利要求1-6中任意一种的方法制备得到。