一种脉冲激光制备半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的方法技术

本发明专利技术涉及一种脉冲激光制备半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的方法，包括取反光板，并将其上表面进行抛光处理，并清洗吹干；将半透明硅橡胶样品置于所述反光板上，采用脉冲激光对半透明硅橡胶样品的上表面进行扫描处理，所述脉冲激光穿过半透明硅橡胶样品，经过所述反光板反射后照射在半透明硅橡胶样品的下表面，并在半透明硅橡胶样品的下表面形成微纳结构，制备得到超疏水自清洁表面。本发明专利技术的制备方法工艺简单，仅改变半透明硅橡胶表层的结构，而不改变其任何组成，激光加工效率高，能耗少，成本低且绿色环保；可在宽的工艺条件范围内获得超疏水的硅橡胶表面，安全可靠，制备得到的超疏水硅橡胶表面性能稳定。

Method for preparing super transparent self-cleaning surface of semitransparent silicone rubber by pulsed laser

The invention relates to a laser preparation of translucent silicon rubber method of self cleaning surface super hydrophobic, including a reflector, and the upper surface of the polishing treatment, cleaning and drying; the transparent silicone rubber samples disposed in the reflective plate, using pulse laser scanning on the surface of the translucent processing of silicone rubber samples and the laser pulse through the translucent silicon rubber samples, after the reflector reflection after irradiation on the lower surface of the transparent silicone rubber samples, and micro nano structure formed on the lower surface of the translucent silicone rubber samples, prepared from super hydrophobic surface cleaning. The preparation method has the advantages of simple structure, only transparent silicone rubber surface changes, without changing any of its components, laser processing with high efficiency, low energy consumption, low cost and green environmental protection; obtained super hydrophobic surface of silicon rubber in the wide range of process conditions, safety and reliability, the surface properties of super hydrophobic silicon rubber prepared stable.

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲激光制备半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的方法
本专利技术涉及硅橡胶材料表面改性
，尤其涉及一种脉冲激光制备半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的方法。
技术介绍
硅橡胶由于具有较好的疏水性及独特的疏水性恢复能力及其它诸多性能(如电绝热、热稳定、无毒等)，已被广泛地应用于许多工业与
，例如汽车工业、电子电器工业、宇航工业、建筑工业、医疗设备等。有机硅橡胶几乎应用于汽车行业的各个方面，硅橡胶形成的密封防漏、耐用，在极限温度压力下不会出现裂缝或破裂；硅橡胶制成的火花塞能避免水溅、潮湿及灰尘，同时还具有良好的电气绝缘特性及耐热性能；硅橡胶连接器可以保护汽车内的电器连接，避免出现受潮及腐蚀。硅橡胶在电子行业中也具有十分广泛的应用，常用于发动机密封垫、控制装置垫圈、电子封装及退耦降噪的特殊元件的绝缘、密封及保护。然而，硅橡胶的疏水性仍不够高，以致不能完全阻止水分和污染物的吸附,导致硅橡胶制品难以彻底防污、绝缘。因此，进一步提高硅橡胶的表面疏水性对许多
都至关重要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种工艺简单，制备效率高、绿色环保的半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的制备方法。本专利技术所采用的方法可以在半透明硅橡胶表面获得长期稳定的超疏水自清洁表面，提高半透明硅橡胶制品的防污、绝缘性能。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种工艺简单，制备效率高、绿色环保的半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的制备方法，包括如下步骤：步骤1：取反光板，并将其上表面进行抛光处理，并清洗吹干；步骤2：将半透明硅橡胶样品置于所述反光板上，采用脉冲激光对半透明硅橡胶样品的上表面进行扫描处理，同时，所述脉冲激光穿过半透明硅橡胶样品，经过所述反光板反射后照射在半透明硅橡胶样品的下表面，并在半透明硅橡胶样品的下表面形成微纳结构，制备得到超疏水自清洁表面。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：进一步：所述反光板采用金属材质，且经过抛光处理后的所述反光板表面粗糙度Ra<1μm。上述进一步方案的有益效果是：采用金属材质主要是利用其反光性较好，通过抛光处理可以确保其表面具有较好的反光度，从而将脉冲激光反射到半透明硅橡胶的下表面，激光能量损失小，利用率较高。进一步：所述步骤2中，所述脉冲激光的波长范围为800nm-2000nm，所述脉冲激光的脉宽短于600ns。进一步：所述脉冲激光的波长为1064nm，所述脉冲激光的脉宽范围为100fs-240ns。进一步：所述步骤2中，采用振镜系统对半透明光橡胶表面进行扫描，扫描速度为0.1mm/s-30m/s，脉冲激光的通断及振镜系统的扫描范围、扫描轨迹和加工速度均由计算机程序控制和设定。进一步：所述步骤2中，采用多棱镜系统对半透明光橡胶表面进行扫描，扫描速度为1m/s-800m/s，脉冲激光的通断及多棱镜系统的扫描范围、扫描轨迹和加工速度均由计算机程序控制和设定。进一步：所述步骤2中，采用运动平台系统对半透明光橡胶表面进行扫描，扫描速度为0.1mm/s-3m/s，脉冲激光的通断及平台的运动轨迹和速度均由计算机程序控制和设定。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术采用的激光制备方法工艺简单、技术成熟，仅改变半透明硅橡胶表层的结构，而不改变其任何组成，与使用化学试剂对硅橡胶表面改性相比，激光加工效率高，能耗少，成本低且绿色环保；(2)采用本专利技术方法，可在宽的工艺条件范围内获得超疏水(水的接触角大于150°)的硅橡胶表面，对于实际的应用有很重要的作用；(3)本专利技术工艺简单且安全可靠，适用于加工各种形状及规格的半透明硅橡胶制品或覆盖有半透明硅橡胶的制品，制备得到的超疏水硅橡胶表面性能稳定。本专利技术还提供了一种采用上述方法制备得到的半透明硅橡胶超疏水自清洁表面，所述表面具有微米级颗粒状结构。附图说明图1中(1a)、(1b)分别为本专利技术实施案例1利用脉冲激光制备得到的半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的接触角示意图、表面形貌示意图；图2中(2a)、(2b)分别为本专利技术实施案例2利用脉冲激光制备得到的半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的接触角示意图、表面形貌示意图；图3中(3a)、(3b)分别为本专利技术实施案例3利用脉冲激光制备得到的半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的接触角示意图、表面形貌示意图；图4为本专利技术实施例1利用脉冲激光制备得到的半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的扫描电镜图；图5为本专利技术实施例2利用脉冲激光制备得到的半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的扫描电镜图；图6为本专利技术实施例3利用脉冲激光制备得到的半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的扫描电镜图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。一种脉冲激光制备半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的方法，包括如下步骤：步骤1：取反光板，并将其上表面进行抛光处理，并清洗吹干；步骤2：将半透明硅橡胶样品置于所述反光板上，采用脉冲激光对半透明硅橡胶样品的上表面进行扫描处理，同时，所述脉冲激光穿过半透明硅橡胶样品，经过所述反光板反射后照射在半透明硅橡胶样品的下表面，并在半透明硅橡胶样品的下表面形成微纳结构，制备得到超疏水自清洁表面。本专利技术中，所述反光板采用金属材质，且经过抛光处理后的所述反光板表面粗糙度Ra<1μm。采用金属材质主要是利用其反光性较好，通过抛光处理可以确保其表面具有较好的反光度，从而将脉冲激光反射到半透明硅橡胶的下表面，激光能量损失小，利用率较高。本专利技术中，所述步骤2中，所述脉冲激光的波长范围为800nm-2000nm，所述脉冲激光的脉宽短于600ns。优选地，所述脉冲激光的波长为1064nm，所述脉冲激光的脉宽范围为100fs-240ns。优选地，所述步骤2中，采用振镜系统对半透明光橡胶表面进行扫描，扫描速度为0.1mm/s-30m/s，脉冲激光的通断及振镜系统的扫描范围、扫描轨迹和加工速度均由计算机程序控制和设定。优选地，所述步骤2中，采用多棱镜系统对半透明光橡胶表面进行扫描，扫描速度为1m/s-800m/s，脉冲激光的通断及多棱镜系统的扫描范围、扫描轨迹和加工速度均由计算机程序控制和设定。优选地，所述步骤2中，采用运动平台系统对半透明光橡胶表面进行扫描，扫描速度为0.1mm/s-3m/s，脉冲激光的通断及平台的运动轨迹和速度均由计算机程序控制和设定。实施例1步骤1、对304不锈钢反光板表面进行抛光，得到粗糙度Ra＝0.0046μm的表面，将抛光后的不锈钢反光板表面清洗干净并吹干；步骤2、采用脉冲激光器，激光器波长为1064nm，对半透明硅橡胶样品表面进行激光扫描处理。处理时，将半透明硅橡胶样品放置于不锈钢反光板表面，脉冲激光照射在样品上表面时，脉冲激光会透过样品，经不锈钢表面反射后照射在样品的下表面。所述激光器脉宽为240ns，单脉冲能量为0.25mJ，重复频率为160kHz，采用利用振镜系统，使脉冲激光束以2242mm/s的速度逐行逐列照射半透明硅橡胶样品表面，半透明硅橡胶样品加工范围为100mmx100mm。所述振镜系统由高速旋转的X-Y光学扫描头、电子驱动放大器、光学反射镜片和场镜组成，振镜系统的扫描速度、扫描范围及扫描路径均由电脑控制器进行控制和设定。利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲激光制备半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：取反光板，并将其上表面进行抛光处理，并清洗吹干；步骤2：将半透明硅橡胶样品置于所述反光板上，采用脉冲激光对半透明硅橡胶样品的上表面进行扫描处理，同时，所述脉冲激光穿过半透明硅橡胶样品，经过所述反光板反射后照射在半透明硅橡胶样品的下表面，并在半透明硅橡胶样品的下表面形成微纳结构，制备得到超疏水自清洁表面。

【技术特征摘要】
1.一种脉冲激光制备半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：取反光板，并将其上表面进行抛光处理，并清洗吹干；步骤2：将半透明硅橡胶样品置于所述反光板上，采用脉冲激光对半透明硅橡胶样品的上表面进行扫描处理，同时，所述脉冲激光穿过半透明硅橡胶样品，经过所述反光板反射后照射在半透明硅橡胶样品的下表面，并在半透明硅橡胶样品的下表面形成微纳结构，制备得到超疏水自清洁表面。2.根据权利要求1所述脉冲激光制备半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的方法，其特征在于：所述反光板采用金属材质，且经过抛光处理后的所述反光板表面粗糙度Ra<1μm。3.根据权利要求1所述脉冲激光制备半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的方法，其特征在于：所述步骤2中，所述脉冲激光的波长范围为800nm-2000nm，所述脉冲激光的脉宽短于600ns。4.根据权利要求3所述脉冲激光制备半透明硅橡胶超疏水自清洁表面的方法，其特征在于：所述脉冲激光的波长为1064nm，所述脉冲激光的脉宽范围为100fs-24...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈列，汪幸，刘顿，郑重，翟中生，杨奇彪，娄德元，彼得·班内特，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42