本发明专利技术涉及一种FEVE氟碳树脂表面网格状微结构的构建方法，该方法是采用3D打印方式制备单层网格状模具，经苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA)和NaCl的混合水溶液中浸泡5‑30分钟，然后完全浸入纳米聚四氟乙烯颗粒(PTFE)溶液中，浸泡5‑60分钟进行PTFE纳米颗粒自组装，经超纯水冲洗，放置于50℃‑80℃真空干燥箱中充分干燥，将干燥后的当成网格状模具压印到喷涂完成FEVE氟碳树脂表面，经加压干燥16‑18小时后，除去网格状模具，得到网格状微结构表面。本发明专利技术具有快速成型，网格状微结构的形貌可设计，适用范围广等优点。本发明专利技术制备的网格状微结构表面室温下与水的静态接触角能够达到155°以上。
【技术实现步骤摘要】
一种FEVE氟碳树脂表面网格状微结构的构建方法
本专利技术属于FEVE氟碳树脂表面微结构制备领域，其中涉及单层网格模具的3D打印制备，模具表面的PTFE纳米颗粒自组装以及FEVE氟碳树脂表面微结构的冷压成型技术，是一种快速可靠制备FEVE氟碳树脂表面网格状微结构的方法。
技术介绍
表面超疏水微结构的构建是自上世纪90年代以来的一个持续的研究热点。荷叶表面的出淤泥而不染的功能，称之为荷叶效应，即荷叶表面的自清洁功能。研究发现，荷叶效应的实现得益于荷叶表面微结构及材质构成的超疏水表面，该表面具有防冰、防雪、防污和自净等功能。表面材料的表面自由能和表面的微结构共同决定了材料表面的疏水性。因此。构建超疏水表面的出发点有两个：降低表面材料的表面自由能和构建疏水微结构。纳米颗粒自组装技术，是将低表面能的纳米颗粒，自发的密集排列于基体表面从而降低材料表面的自由能。将颗粒进行自组装的同时，形成一定的粗糙微结构，从而实现超疏水表面制备，也是研究重心之一。
技术实现思路
一种FEVE氟碳树脂表面网格状微结构的构建方法，该方法是采用3D打印方式制备单层网格状模具，经苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA)和NaCl的混合水溶液中浸泡，然后完全浸入纳米聚四氟乙烯颗粒(PTFE)溶液中，浸泡进行PTFE纳米颗粒自组装，经超纯水冲洗，放置于50℃-80℃真空干燥箱中充分干燥，将干燥后的单层网格状模具压印到喷涂完成的FEVE氟碳树脂表面，经加压干燥16-18小时后，除去网格状模具，得到网格状微结构表面。所述的单层网格状模具，采用3D打印成型技术制备，单层网格状模具的侧边的横截面形状可为U型、V型、或者矩形，其宽度w为5-200μm，高度h为5-100μm，侧边的边长a为5-1000μm，边长b为5-1000μm，夹角α(锐角)为15-90°。所述PDDA和NaCl混合水溶液中，PDDA的质量分数为2.05-5.00％，NaCl的浓度为0.05-1mmo/L，充分混合搅拌30分钟后浸泡单层网格状模具，浸泡时间为5-30分钟。所述纳米PTFE颗粒溶液为质量分数为5-20％，粒径为50-500nmPTFE颗粒水溶液，超声搅拌20分钟后，浸泡单层网格状模具，浸泡时间为5-60分钟。所述喷涂完成的FEVE氟碳树脂表面的厚度为30-200μm。所述加压干燥16-18小时，所加压力为0.01-0.10g/mm2，干燥条件为室温干燥。所述得到网格状微结构表面，由网格状的沟槽组成，沟槽的横截面形状可为U型、V型、或者矩形，其宽度w为5-200μm，高度h为5-100μm，与模具侧边对应的边长a为5-1000μm，边长b为5-1000μm，夹角α(锐角)为15-90°。本专利技术所述的制备FEVE氟碳树脂表面网格状微结构的方法，工艺简单，制备工艺可靠，制备速度快，适用范围广等优点，有着良好的工程应用前景。附图说明图1FEVE氟碳树脂表面网格状微结构示意图图2单层网格状模具示意图具体实施方式本专利技术制备的FEVE氟碳树脂表面网格状微结构，是由网格状的沟槽组成，沟槽的横截面形状可为U型、V型、或者矩形，其宽度w为5-200μm，高度h为5-100μm，与模具侧边对应的边长a为5-1000μm，边长b为5-1000μm，夹角α(锐角)为15-90°。具体的步骤如下：1.基体表面的底漆喷涂，所用底漆为环氧类底漆，喷涂厚度为50-200μm，室温干燥36小时后，经砂纸打磨保证其表面的平整度。2.FEVE氟碳树脂喷涂，将商用FEVE氟碳树脂面漆，按照配比混合均匀，将其均匀喷涂到底漆表面，其厚度为30-200μm。3.在FEVE氟碳树脂面漆喷涂完成0.1-5小时后，将完成纳米PTFE颗粒自组装的单层网格状模具压印到FEVE氟碳树脂涂层的表面，施加0.01-0.10g/mm2的压力，室温干燥16-18小时。4.去除FEVE氟碳树脂表面的单层网格状模具，完成树脂表面网格状微结构的构建。下面结合实例对所提出的制备水下新型展向微结构减阻表面的方法做进一步详细说明。实施案例1制备单层网格状模具侧边的横截面为U型，宽度w为15μm，高度h为15μm，侧边的边长a为30μm，边长b为30μm，夹角α(锐角)为90°，经200nm尺度的PTFE颗粒自组装。环氧类底漆的喷涂厚度为70μm，干燥36小时后，经800目砂纸打磨平整。FEVE氟碳树脂的喷涂厚度为100μm，室温干燥0.5小时后，完成单层网格状模具压印。加压0.05g/mm2室温干燥17小时后，去除网格状模具。FEVE氟碳树脂表面微结构的沟槽界面为U型，宽度w为15μm，高度h为15μm，与模具侧边对应的边长a为30μm，边长b为30μm，夹角α(锐角)为90°，与水的静态接触角为162°。实施案例2制备单层网格状模具侧边的横截面为V型，宽度w为30μm，高度h为20μm，侧边的边长a为60μm，边长b为60μm，夹角α(锐角)为45°，经300nm尺度的PTFE颗粒自组装。环氧类底漆的喷涂厚度为80μm，干燥36小时后，经800目砂纸打磨平整。FEVE氟碳树脂的喷涂厚度为150μm，室温干燥1小时后，完成单层网格状模具压印。加压0.10g/mm2室温干燥18小时后，去除网格状模具。FEVE氟碳树脂表面微结构的沟槽界面为V型，宽度w为30μm，高度h为20μm，与模具侧边对应的边长a为60μm，边长b为60μm，夹角α(锐角)为45°，与水的静态接触角为157°。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种FEVE氟碳树脂表面网格状微结构的构建方法，其特征在于，该方法是采用3D打印方式制备单层网格状模具，经苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA)和NaCl的混合水溶液中浸泡，然后完全浸入纳米聚四氟乙烯颗粒(PTFE)溶液中，浸泡进行PTFE纳米颗粒自组装，经超纯水冲洗，放置于50℃-80℃真空干燥箱中充分干燥，将干燥后的单层网格状模具压印到喷涂完成的FEVE氟碳树脂表面，经加压干燥16-18小时后，除去网格状模具，得到网格状微结构表面。/n
【技术特征摘要】
1.一种FEVE氟碳树脂表面网格状微结构的构建方法，其特征在于，该方法是采用3D打印方式制备单层网格状模具，经苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA)和NaCl的混合水溶液中浸泡，然后完全浸入纳米聚四氟乙烯颗粒(PTFE)溶液中，浸泡进行PTFE纳米颗粒自组装，经超纯水冲洗，放置于50℃-80℃真空干燥箱中充分干燥，将干燥后的单层网格状模具压印到喷涂完成的FEVE氟碳树脂表面，经加压干燥16-18小时后，除去网格状模具，得到网格状微结构表面。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的单层网格状模具，采用3D打印成型技术制备，单层网格状模具的侧边的横截面形状可为U型、V型、或者矩形，其宽度w为5-200μm，高度h为5-100μm，侧边的边长a为5-1000μm，边长b为5-1000μm，夹角α(锐角)为15-90°。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PDDA和NaCl混合水溶液中，PDDA的质量分数为2.05-5.00％，N...
【专利技术属性】
技术研发人员：翁鼎，庞作波，陈磊，汪家道，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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