【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料零部件和材料表面超疏水的制备领域，具体涉及一种碳纤维增强复合材料表面喷涂及飞秒激光刻蚀复合的超疏水制备工艺。
技术介绍
1、碳纤维增强复合材料由于具有强度大、密度小、耐腐蚀等诸多优异性能，被广泛应用于各个领域。在航空航天领域，碳纤维增强复合材料是制造飞机机翼、机身等飞行器的重要材料。在汽车工业中，它也被用于制造车身、底盘等部件。此外，在海洋运输、建筑加固补强等领域，碳纤维增强复合材料也发挥着重要作用。
2、尽管碳纤维增强复合材料具有诸多优异性能，但其表面具有亲水性，这在一定程度上限制了其应用范围。特别是在潮湿环境中长时间工作，大量的水汽进入基体内部会降低材料间界面结合强度，影响使用性能。碳纤维增强复合材料作为飞机机身材料使用时，遇到极端天气时，表面粘附大量水滴，在高空低温中表面会凝结大量冰层，造成安全隐患。碳纤维增强复合材料表面的亲水性，使其容易吸附水分、灰尘、油污或其他污染物，导致材料的耐腐蚀性能衰减。因此，对碳纤维增强复合材料表面进行功能化改性，赋予其表面超疏水性能，对于碳纤维增强复合材料的发展与应用具有重要价值。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种碳纤维增强复合材料表面喷涂及飞秒激光刻蚀复合的超疏水制备工艺，该工艺解决了所制备的碳纤维增强复合材料表面无超疏水特性的问题。
2、本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：
3、一种碳纤维增强复合材料表面喷涂及飞秒激光刻蚀复合的超疏水制备工
4、步骤一：将基体放入超声波清洗机中采用无水乙醇、离子水超声清洗；
5、步骤二：将步骤一所述基体放入干燥箱中烘干；
6、步骤三：对步骤二中烘干过的基体进行喷涂，喷涂材料参数为：无水乙醇20ml，e51环氧树脂0.5g，w93固化剂0.2g，六方氮化硼0.5g；
7、步骤四：利用飞秒激光微加工系统在所述步骤三的基体表面刻蚀蜂窝状结构；所述飞秒激光刻蚀的参数为：激光功率0.6w、标刻次数2次、标刻速度为200 mm/s、激光频率为100 khz、脉冲宽度为0.01 μs，蜂窝状结构长度为50 μm；
8、步骤五：对步骤四中刻蚀完成的基体进行第二次无水乙醇、离子水超声清洗；
9、步骤六：将步骤五清洗完成的基体放入干燥箱中进行烘干；
10、步骤七：将步骤五中烘干完成的基体，放入玻璃容器，在玻璃容器中加入1h，1h，2h，2h-全氟癸基三氯硅烷，然后将玻璃容器放入干燥箱中85℃熏蒸1.5小时。
11、本专利技术的有益效果是：本专利技术中喷涂之后的碳纤维增强复合材料表面的硬度和耐磨性得到提高，同时使用e51环氧树脂和w93固化剂作为粘接剂可以使氮化硼纳米片紧密地附着于碳纤维增强复合材料表面，延长表面使用的耐久性，并且含有氮化硼的表面具有优异的耐高温性和良好的化学稳定性。飞秒激光在制备超疏水表面时具有热影响区小、非接触加工、可加工不同形貌的微结构等优点，使用飞秒激光加工后的表面结构具备优异的机械稳定性和耐久性，可长期保持超疏水性能。熏蒸可以降低碳纤维增强复合材料表面的表面能，使材料表面制备完微纳米结构后无需放置时效处理，立即呈现超疏水表面。本文利用喷涂、飞秒激光刻蚀和熏蒸的复合方法在碳纤维增强复合材料表面制备出具有超疏水特性的表面，碳纤维增强复合材料表面的超疏水特性为材料带来了自清洁、防冰、防污、耐腐蚀和减阻等多方面的优势。超疏水表面可以有效减少水滴、灰尘和污染物的附着，降低维护成本，同时延长材料的使用寿命；其防冰和防结霜性能能够在低温高湿环境下抑制结冰现象，提升设备的安全性和效率。此外，超疏水特性通过降低液体摩擦阻力实现减阻效果，适用于流体环境中的高效运行。这些优点使表面具有超疏水特性的碳纤维增强复合材料广泛应用于航空航天、汽车工业、风力发电、海洋工程和建筑材料等领域，如飞机机翼防冰、船体减阻、风力发电叶片防覆冰及医疗器械防污染等，满足了多行业对于高性能材料的迫切需求，为多行业的高性能需求提供了可靠支持。
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1.一种碳纤维增强复合材料表面喷涂及飞秒激光刻蚀复合超疏水制备工艺，其特征在于制备工艺，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强复合材料表面喷涂及飞秒激光刻蚀复合超疏水制备工艺，其特征在于，所述的步骤二、步骤五均将基体放入超声波清洗机中先采用无水乙醇超声清洗10 min，再采用去离子水超声清洗5 min。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强复合材料表面喷涂及飞秒激光刻蚀复合超疏水制备工艺，其特征在于，所述步骤二、步骤六是将基体放入50℃的干燥箱中5min。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强复合材料表面喷涂及飞秒激光刻蚀复合超疏水制备工艺，其特征在于，所述步骤三是先将20ml无水乙醇倒入烧杯中，再向烧杯中倒入六方氮化硼粉末0.5g，然后磁力搅拌15 min，接着倒入E51环氧树脂0.5g和W93固化剂0.2g，倒入完成之后磁力搅拌10min超声震荡5min，最后再磁力搅拌5min。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强复合材料表面喷涂及飞秒激光刻蚀复合超疏水制备工艺，其特征在于，所述步骤七是将表面微纳米结构加
...【技术特征摘要】
1.一种碳纤维增强复合材料表面喷涂及飞秒激光刻蚀复合超疏水制备工艺，其特征在于制备工艺，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强复合材料表面喷涂及飞秒激光刻蚀复合超疏水制备工艺，其特征在于，所述的步骤二、步骤五均将基体放入超声波清洗机中先采用无水乙醇超声清洗10 min，再采用去离子水超声清洗5 min。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强复合材料表面喷涂及飞秒激光刻蚀复合超疏水制备工艺，其特征在于，所述步骤二、步骤六是将基体放入50℃的干燥箱中5min。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强复合材料表面喷涂...
【专利技术属性】
技术研发人员：李金龙，关会英，马晓旺，李玲玉，
申请(专利权)人：吉林化工学院，
类型：发明
国别省市：
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