[发明专利]具有纳米结构的防冰自移除冷凝水滴表面的制造方法及其应用

权利要求书

1.具有纳米结构的防冰自移除冷凝水滴表面的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备纳米结构模板，在其表面上形成高纵横比的纳米孔结构；

(2)对纳米结构模板进行修饰；

(3)将修饰后的纳米结构模板固定于注塑模具的型腔表面上，加热注塑模具，采用注塑机将高分子熔体注入模具型腔内，对熔体进行保压、冷却和定型后，在注塑制品表面上形成规整、有序排列的纳米结构，开模，取出注塑制品；

步骤(1)中，纳米结构模板的厚度为0.2mm，表面纳米孔的顶部直径为100nm、底部直径为40nm、中心距为120nm、深度为500nm；

步骤(3)中，注塑高分子制品表面上纳米结构为柱状，纳米结构的直径、高度和间距均为纳米级；

步骤(3)中，高分子材料为聚丙烯。

2.按照权利要求1所述的具有纳米结构的防冰自移除冷凝水滴表面的制造方法，其特征在于：步骤(1)中，用于制备纳米结构模板的材料为超纯铝、铜合金、不锈钢或硅。

3.按照权利要求1所述的具有纳米结构的防冰自移除冷凝水滴表面的制造方法，其特征在于：步骤(1)中，根据模板材料的不同，模板表面纳米孔结构的制备方法为阳极氧化、光刻、化学刻蚀或激光刻蚀。

4.按照权利要求1所述的具有纳米结构的防冰自移除冷凝水滴表面的制造方法，其特征在于：步骤(2)中，将所制备的模板置于配置好的氟硅烷溶液中进行修饰。

5.按照权利要求1所述的具有纳米结构的防冰自移除冷凝水滴表面的制造方法，其特征在于：步骤(3)中，采用注塑机将高分子材料熔融、塑化成熔体，将熔体注入固定有纳米结构模板的注塑模具型腔内，在充模压力或同时在模具压缩力的作用下，熔体填充至模板的纳米孔中，对熔体进行保压、冷却和定型后，在注塑制品表面上形成规整、有序排列的纳米结构。

6.按照权利要求1所述的具有纳米结构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纳米结构可有效防止水滴的浸润，明显降低表面的固-液接触面积和润湿状态能量比，降低表面与冷凝水滴的粘附力，液滴合并释放的表面能可使冷凝微水滴发生高效的自移除行为，使表面不断更新、表面上覆盖的冷凝微水滴维持明显较低的量，并降低固-液界面的热交换，故注塑高分子制品表面呈现高的静态和动态超疏水特性、较明显的冷凝微水滴自移除功能和高的防结冰性能。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的具有纳米结构的防冰自移除冷凝水滴表面的制造方法的应用，其特征在于：用于制备防结冰、强化冷凝传热、防污、防尘或收集静电能量材料。