一種制備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用“液相”表面為模板，制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，固化后的樹脂可復制出超低粗糙度的樹脂膜層。本發(fā)明所制備的超低粗糙度樹脂膜層可望應用于防海洋污損、減阻等領域。
【專利說明】一種制備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用“液相”表面為模板，制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濕性，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制備對于功能材料的開發(fā)與應用至關重要。
[0003]低表面粗糙度表面在實際工業(yè)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污損附著材料的開發(fā)提供依據(jù)。另外，低粗糙度表面可以顯著降低液滴與其表面的阻力，可應用于減阻材料的開發(fā)。目前，用于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。但對于有機聚合物層，尤其是工業(yè)中常用的樹脂膜層，其低粗糙度表面構建方法很少。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種制備超低粗糙度樹脂膜層的方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為:
[0006]一種制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，固化后的樹脂可復制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制備具有粗糙結構的表面，并采用低表面能物質對膜進行修飾，在修飾后的載體表面覆蓋一層與表面匹配性好的液體，而后借助微結構的毛細作用，即在載體表面形成一層連續(xù)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)基團的硅烷；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”表面的制備:
[0010](I)載體表面粗糙結構的構筑:以清洗后的載體為陽極，不銹鋼為陰極，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；隨后，以拋光后的鋁為陽極，不銹鋼電極為陰極，0.4M乙二酸的水溶液為電解液，采用陽極氧化方式在金屬表面制備粗糙氧化鋁膜，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:將陽極氧化后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硅烷的乙醇溶液中浸泡5-10分鐘，取出后在140-150°C環(huán)境中處理5-10分鐘；
[0012](3) “液相”表面膜的覆蓋:將聚醚加至處理后的試樣表面，并將試樣傾斜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，借助微結構的毛細作用，載體表面形成一層連續(xù)的、光滑的“液相”表面。
[0013]所述載體采用去離子水對其表面進行超聲震蕩清洗。
[0014]采用環(huán)氧樹脂覆蓋在模板表面，而后用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(fā)明所具有的優(yōu)點:
[0016]本發(fā)明以“液相”表面為模板，一步復制制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(fā)明制備的具有超低粗糙度的樹脂膜層可應用于海洋防污、減阻等領域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例提供的以“液相”表面為模板，制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)采用去離子水對純鋁基體表面進行超聲震蕩清洗；
[0020](2)以清洗后的金屬鋁為陽極，不銹鋼為陰極，在體積比為1:4的高氯酸與乙醇溶液中(溫度低于: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；隨后，以拋光后的鋁為陽極，不銹鋼電極為陰極，0.4M乙二酸的水溶液為電解液，采用陽極氧化方式在金屬表面制備粗糙氧化鋁膜，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)將陽極氧化后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硅烷的乙醇溶液中浸泡10分鐘，取出后在140°C環(huán)境中處理10分鐘；
[0022](4)將全氟聚醚滴加至處理后的試樣表面，并將試樣傾斜20°放置2小時，借助微結構的毛細作用，載體表面形成一層連續(xù)的、光滑的“液相”表面。
[0023](5)將市售的環(huán)氧樹脂均勻覆蓋到“液相”表面，待樹脂聚合凝固后，可復制出低粗糙度表面，其表面高度的線掃描結果如圖1所示。由圖1可知，其表面高度起伏低于20nm。
【權利要求】
1.一種制備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法，其特征在于:以“液相”表面為模板，將樹脂覆蓋在其表面，固化后的樹脂可復制出超低粗糙度的樹脂膜層。
2.按權利要求1所述的制備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法，其特征在于:所述“液相”表面為在固相載體表面制備具有粗糙結構的表面，并采用低表面能物質對膜進行修飾，在修飾后的載體表面覆蓋一層與表面匹配性好的液體，而后借助微結構的毛細作用，即在載體表面形成一層連續(xù)的、光滑的“液相”表面。
3.按權利要求2所述的制備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法，其特征在于: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-基團的硅烷；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所述的制備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法，其特征在于:所述“液相”表面的制備: (1)載體表面粗糙結構的構筑:以清洗后的載體為陽極，不銹鋼為陰極，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；隨后，以拋光后的鋁為陽極，不銹鋼電極為陰極，0.4M乙二酸的水溶液為電解液，采用陽極氧化方式在金屬表面制備粗糙氧化鋁膜，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:將陽極氧化后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硅烷的乙醇溶液中浸泡5-10分鐘，取出后在140-150°C環(huán)境中處理5_10分鐘； (3)“液相”表面膜的覆蓋:將聚醚加至處理后的試樣表面，并將試樣傾斜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，借助微結構的毛細作用，載體表面形成一層連續(xù)的、光滑的“液相”表面。
5.按權利要求4所述的制備具有超低粗糙度的樹脂膜層的方法，其特征在于:所述載體采用去離子水對其表面進行超聲震蕩清洗。
6.按權利要求1所述的一種制備具有超低粗糙度樹脂膜層的方法，其特征在于:采用環(huán)氧樹脂覆蓋在模板表面，而后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(yōu)先權日:2014年12月1日
【發(fā)明者】王鵬, 張盾, 陸洲 申請人:中國科學院海洋研究所