【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种三维铁磁性超疏水材料及其制备方法和用途。属于材料领域。
技术介绍
1、镍作为一种具有铁磁性的金属材料，具有良好化学稳定性，被广泛应用于电子器件、耐蚀涂层、磁性致动器等领域。传统的制造方法能通过印刷电路板、刻蚀法、喷墨打印等工艺在二维平面制造出图案化电路。但是，二维的制造方法无法适用于立体结构的线路导通，这严重限制了电子产品的应用范围。3d打印技术的兴起使得三维图案化电路的制造成为了可能，人们能够直接在形状可自由定制的三维表面制造有电气功能的导线、图案，并直接在三维表面安装元器件实现三维电子产品的制造。尤其是在通信天线、电磁屏蔽、柔性机器人等方面，很难用传统的二维制造方式实现。
2、特别的，对于磁性驱动机器人而言，存在对磁性部位三维定制的强烈需求。磁性驱动机器人是一种利用磁场来控制机器人运动和变形的高科技产品。它们在医疗、生物工程、微纳技术等领域有着广泛的应用前景。磁性驱动机器人通常由磁性材料和软体材料组成，可以通过外部磁场的控制实现运动和形变。例如，通过激光局部加热磁性软材料至居里温度以上，使材料的磁性颗粒变为顺磁体，再在冷却过程中施加磁场以重新定向磁性颗粒的磁畴，从而实现对软体机器人的编程和控制。
3、目前，直接制造的镍层金属由于其表面能较高、具有一定亲水性，因此仍易受环境影响从而发生电化学腐蚀。利用仿生结构使金属层获得超疏水性能解决金属本征亲水性带来的电化学腐蚀问题，从而能够进一步提高金属层的耐候性。
4、中国专利申请cn116277953a公开了一种通过混合增材制造技术
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种三维铁磁性超疏水材料，适用于通信天线、电磁屏蔽、柔性机器人，尤其适用于磁性驱动机器人领域。
2、本专利技术提供了一种三维铁磁性超疏水材料，它是在三维结构的材料上依次覆盖有铜层、镍层；
3、其中铜层是将成膜剂、激光敏化剂、溶剂混合刷涂在树脂材料表面，干燥后利用激光进行表面辐射，形成活化图案，再利用化学镀对活化区域进行选择性金属化后制得；
4、镍层是在特定电流密度下，对铜层进行电镀镍，再暴露在空气中放置7天以上，得到磁性超疏水镍层。
5、其中，所述的激光敏化剂与成膜剂的用量百分比为：
6、激光敏化剂5％-70％、成膜剂30％-95％；优选地，激光敏化剂5％-20％、成膜剂80％-95％；
7、所述的成膜剂为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸共聚物、明胶、琼脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚维酮、醇溶性聚酰胺、丙烯酸酯均聚物、丙烯酸酯共聚物、sebs、seps、sbs、sis、聚氨酯、k树脂、聚碳酸酯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚苯乙烯中的一种或两种以上；优选地，成膜剂为聚乙烯醇、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、醇溶性聚酰胺、丙烯酸酯均聚物、丙烯酸酯共聚物、sebs、聚碳酸酯、苯乙烯-马来酸酐共聚物中的一种；
8、所述溶剂为水、乙腈、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、二氧六环、四氢呋喃、甲乙酮、正丁醇、氯仿、溴乙烷、苯、氯丙烷、甲苯、四氯化碳、二硫化碳、环己烷、己烷、庚烷中的一种或两种以上；
9、所述激光敏化剂为铜的盐、铜的氧化物、铜的氢氧化物、铜的有机络合物、铋的盐、铋的氧化物、铋的氢氧化物、铋的有机络合物、铬的盐、铬的氢氧化物、铬的有机络合物、锡的盐、锡的氧化物、锡的氢氧化物、锡的有机络合物、锡的掺杂氧化物、锑的盐、锑的氧化物、锑的氢氧化物、锑的有机络合物、钼的盐、钼的氧化物、钼的氢氧化物、钼的硫化物、钼的氢氧化物、含钼的酸、铟的盐、铟的氧化物、铟的氢氧化物、铟的有机络合物、锌的氧化物、锌的硫化物、锌的氢氧化物、锌的盐、钨的氧化物、钨的硫化物、含钨的酸、钨的盐、镧的氧化物、铌的氧化物、钕的氧化物、镍的氧化物、镍的盐、碲的氧化物、锆的氧化物、银的氧化物、银的盐中的一种或两种以上。
10、其中，所述的三维结构的材料是采用3d打印方法制备，所述的3d打印方法包括立体光固化(sla)，数字光处理(dlp)，选择性激光烧结(sls)，熔融沉积造型(fdm)，多光束选择性激光烧结(mjf)，喷胶黏粉成型(bj)，直接能量沉积(ded)中的任意一种。
11、其中，所述的所述激光的波长为300-1200nm，所述激光功率1-20w，激光扫描速度1000-2000mm/s，激光频率30-60khz。；优选地，所述的波长为1064nm，所述激光功率20w，激光频率30khz。
12、其中，所述的电镀镍采用的镀液配方为每升含硼酸6.2g、六水合氯化镍23.8g、硫酸镍26.3g的水溶液，以镀件为阴极，铂片为阳极；电镀所采用的电流密度为100-500ma/cm2，电镀时间为5-20分钟。优选地，镀镍电流密度为：100ma/cm2、电镀时间为5-10分钟。
13、其中，所述放置的时间为7-30天。
14、其中，所述超疏水镍层的水接触角大于150°，滚动角小于5°。
15、本专利技术提供了一种所述的三维铁磁性超疏水材料的制备方法，它包括如下步骤：
16、步骤s1：根据需求设计出三维电子器件的三维结构，使用3d打印技术对设计出的三维结构进行打印；
17、步骤s2：先将成膜剂与溶剂混合，再加入激光敏化剂得到激光敏化剂悬浮液或溶液，然后将该悬浮液或溶液刷涂在三维打印部件表面，随后干燥去除溶剂；
18、步骤s3：利用激光对步骤s2中得到的三维部件表面进行辐照，并在辐照区域形成活化图案，利用化学镀对活化区域进行选择性金属化，在三维部件表面获得铜层；
19、步骤s4：在特定电流密度下，对步骤s3中得到的铜层进行一定时间的电镀镍，然后将该镍层暴露在空气中放置，得到三维铁磁性超疏水镍层。
20、本专利技术提供了所述的三维铁磁性超疏水材料在制备通信天线、电磁屏蔽、柔性机器人中的用途。
21、其中，所述的三维铁磁性超疏水材料用于制备磁性驱动机器人。
22、本专利技术专利技术人在利用电镀镍法改善选择性金属化制备的铜层的耐候性时，意外发现采用特定电流密度对铜层进行一定时间的电镀后，所获得的镍层能够继承铜层表面的仿生微结构，并且通过在空气中暴露一段时间，能自发达到超疏水状态，且具有优良的铁磁性。这使得具有优良耐候性的三维电子产品的制造成为了可能，例如对于暴露在外界的三维天线或电磁屏蔽结构，本专利技术方法能够直接制造出具有超疏水性的三维图案化电路，在实现功能性的同时也保证了其耐腐蚀性。特别对于磁性驱动机器人而言，本专利技术解决了磁性部位的三维图案化问题，同时保证了其耐候性。
23、现有的镍层选择性金属化方法，都是通过多材料三维打印的方法分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三维铁磁性超疏水材料，其特征在于：它是在三维结构的材料上依次覆盖有铜层、镍层；
2.根据权利要求1所述的三维铁磁性超疏水材料，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的三维铁磁性超疏水材料，其特征在于：所述的三维结构的材料是采用3D打印方法制备，所述的3D打印方法包括立体光固化(SLA)，数字光处理(DLP)，选择性激光烧结(SLS)，熔融沉积造型(FDM)，多光束选择性激光烧结(MJF)，喷胶黏粉成型(BJ)，直接能量沉积(DED)中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的三维铁磁性超疏水材料，其特征在于：所述的所述激光的波长为300-1200nm，所述激光功率1-20W，激光扫描速度1000-2000mm/s，激光频率30-60kHz；优选地，所述的波长为1064nm，所述激光功率20W，激光频率30kHz。
5.根据权利要求1所述的三维铁磁性超疏水材料，其特征在于：所述的电镀镍采用的镀液配方为每升含硼酸6.2g、六水合氯化镍23.8g、硫酸镍26.3g的水溶液，以镀件为阴极，铂片为阳极；电镀所采用的电流密度为100-500m
6.根据权利要求1所述的三维铁磁性超疏水材料，其特征在于：所述放置的时间为7-30天。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的三维铁磁性超疏水材料，其特征在于：所述超疏水镍层的水接触角大于150°，滚动角小于5°。
8.一种权利要求1-6任意一项所述的三维铁磁性超疏水材料的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：
9.权利要求1-7任意一项所述的三维铁磁性超疏水材料在制备通信天线、电磁屏蔽、柔性机器人中的用途。
10.根据权利要求9所述的用途，其特征在于：所述的三维铁磁性超疏水材料用于制备磁性驱动机器人。
...【技术特征摘要】
1.一种三维铁磁性超疏水材料，其特征在于：它是在三维结构的材料上依次覆盖有铜层、镍层；
2.根据权利要求1所述的三维铁磁性超疏水材料，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的三维铁磁性超疏水材料，其特征在于：所述的三维结构的材料是采用3d打印方法制备，所述的3d打印方法包括立体光固化(sla)，数字光处理(dlp)，选择性激光烧结(sls)，熔融沉积造型(fdm)，多光束选择性激光烧结(mjf)，喷胶黏粉成型(bj)，直接能量沉积(ded)中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的三维铁磁性超疏水材料，其特征在于：所述的所述激光的波长为300-1200nm，所述激光功率1-20w，激光扫描速度1000-2000mm/s，激光频率30-60khz；优选地，所述的波长为1064nm，所述激光功率20w，激光频率30khz。
5.根据权利要求1所述的三维铁磁性超疏水材料，其特征在于：所...
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