一种制备润湿梯度表面装置及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107931060A(43)申请公布日2018.04.20(21)申请号201711263688.2(22)申请日2017.12.05(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号申请人西北工业大学深圳研究院(72)发明人胡海豹董琪琪余思潇任刘珍李霖任峰王德政(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人陈星(51)Int.Cl.B05D5/04(2006.01)B05D3/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种制备润湿梯度表面装置及制备方法(57)摘要本发明公开了一种制备润湿梯度表面装置及制备方法，装置由电机、电机控制器、滑台、支撑座、夹紧器组成，支撑底座用于固定支撑各部件，电机控制器和定滑轮分别固定在支撑底座两端部，电机控制器与电机通过导线连接，电机与滑台上的丝杠固连，细绳绕过定滑轮与夹紧器连接，夹紧器装夹基体；电机控制器控制电机驱动滑台移动，拉动夹紧器及基体上下移动，实现基体在聚四氟乙烯乳液中匀速提升，形成浸渍时间梯度。通过控制基体不同位置在聚四氟乙烯乳液中浸渍时间差，从而使聚四氟乙烯颗粒含量在基体表面沿时间梯度方向连续变化，实现基体不同位置含聚四氟乙烯颗粒率的不同。然后再将基体烘干、烧结，进而形成润湿性梯度表面。CN107931060ACN107931060A权利要求书1/1页1.一种制备润湿梯度表面装置，其特征在于:包括支撑底座、丝杠、电机、导线、电机控制器、滑台、定滑轮、细绳、夹紧器，所述支撑底座为L形结构，支撑底座用于固定支撑各部件，所述电机控制器位于支撑底座上部一端，定滑轮固定在支撑底座上部另一端，电机通过安装板固定在支撑底座上，电机控制器与电机通过导线连接，滑台与导轨配合安装在支撑底座上位于电机的前部，电机输出轴与滑台上的丝杠固连，细绳一端固定在滑台上，另一端绕过定滑轮与夹紧器连接，夹紧器装夹基体，电机控制器控制电机驱动滑台移动，拉动夹紧器和基体上下移动，实现基体在聚四氟乙烯乳液中匀速提升，形成浸渍时间梯度。2.一种采用权利要求1所述的制备润湿梯度表面装置的制备方法，其特征在于包括以下步骤:步骤1.将盛有10％聚四氟乙烯乳液的容器置于行程控制装置中；选取基体材料进行表面处理，在距基体底端指定部位处做标记，并将基体顶端装夹在夹紧器上；步骤2.打开电机控制器，启动电机控制程序，输入计算得到的电机速度，控制电机速度使得电机反转，电机速度计算公式为:V＝2D/T，V为电机速度、D为需要浸渍基体的距离、T为基体下端浸渍的时间；步骤3.输入电机速度，电机转动驱动滑台移动，滑台带动夹紧器上的基体以匀速垂直降落至聚四氟乙烯乳液容器中，浸渍时间为5min，保证基体浸渍部分为超疏水状态；步骤4.当基体标记处位于聚四氟乙烯乳液面时，通过电机控制器控制电机速度使得电机正转，基体以匀速垂直提升；步骤5.将基体提出聚四氟乙烯乳液后，取出，放置在高温烘箱内，烘箱温度为80℃～100℃,且2h～4h烘干，再放入烧结炉中烧结，在温度为400℃～500℃下烧结1h，烧结后形成润湿梯度表面基体。2CN107931060A说明书1/4页一种制备润湿梯度表面装置及制备方法技术领域[0001]本发明涉及液滴行为控制领域，具体地说，涉及一种制备润湿梯度表面装置及制备方法。背景技术[0002]表面润湿性是固体表面的主要性能特征之一，在水下减阻等方面有着重要的应用。然而随着近年来对润湿表面研究的不断发展，人们已经不满足于单一特定润湿性表面，具有梯度的润湿表面成为了工程领域的迫切需求。表面润湿性梯度是表面的化学组成或物理性质发生梯度变化致使材料表面润湿性发生梯度变化，其同时具有疏水和亲水性能，因此在能源、生物医学和材料等领域都有广阔的应用前景。[0003]目前，制备具有润湿性梯度表面的方法有很多，如电化学刻蚀、微接触印刷法、光刻法等，但是这些方法存在制作环境苛刻，制备工艺复杂，耗时较长且制作成本较高。发明专利CNIO4646833A公开了“一种金属基底梯度润湿表面的激光制备方法”，该激光制备方法不仅需要激光结合侧吹空气，在基板中刻蚀出一系列疏密不同的交错沟槽或平行沟槽，还需要在水中浸泡约72小时，控制表面与空气接触的时间，操作复杂，耗时过长；在发明专利CNIO5938300A提出了一种“实现液滴自驱动的梯度润湿表面的制备方法及其设备”，需先制备带超疏水层的基体，再制备掩膜板，最后将超疏水涂层表面在UV光下选择性曝光，才制备出梯度润湿表面，制备工艺繁琐。发明内容[0004]为了避免现有技术存在的不足，克服制备工艺复杂，耗时较长且制作成本高的问题，本发明提出一种制备润湿梯度表面装置及制备方法；通过控制基体不同位置在聚四