[实用新型]制备含超疏水表面产品的注塑模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及制备超疏水表面的技术，特别涉及一种采用复合微结构模板制备含超疏水表面产品的注塑模具。 

背景技术

材料表面润湿特性主要取决于微观几何结构和材料化学组成。通过在疏水（水接触角大于90°）的固体表面构建粗糙结构，或者在粗糙固体表面上修饰低表面能的物质，均可赋予固体表面超疏水（水接触角大于150°）的特性。在自然界中，许多超疏水的表面都具有多尺度的复合微结构，即大尺度微特征表面存在小尺度微特征，这是由于多尺度复合微结构比单尺度微结构的力学稳定性更高。不同微观结构的超疏水固体表面与水的动态接触特性（以滚动角表征）存在差异，例如，在具有不同微/纳米复合结构的荷叶和玫瑰花瓣表面，水的滚动角分别是2°和大于90°，接触角都大于150°。荷叶的特殊润湿行为使其具备“自洁”的功能，可在水的冲刷下保持高度洁净，实际上自洁功能表面在防尘、防结冰、防腐蚀、减阻、药物释放控制和日常生活等方面有广阔的应用前景；而玫瑰花瓣则具有“机械手”的功能，这为实现微量液体的无损输送提供了新思路。受生物表面微结构和润湿特性的启发，科学家正致力于开发超疏水功能表面的制备技术，其中模板法被认为是工业生产该功能表面的理想选择。然而，如何制造微结构复杂的模板、精确复制模板的微结构、实现微结构的顺利脱模、提高模板重复利用率和生产效率，这些是批量生产超疏水表面的主要障碍。此外，如何根据实际使用需求，通过有目的地改变微结构特征，形成具有微结构和润湿性能分布特征的功能表面，也是这一技术的难点。 

专利号为ZL200510019857.9的中国专利公开了一种制备超疏水表面的方法：通过纳米压印技术复制模板上的微/纳米复合结构，赋予聚合物薄膜表面超疏水的功能。但是，该方法的设备投入大、生产效率较低，难以满足大批量生产的要求。 专利号为ZL201010109225.2的中国专利公开了一种制备超疏水表面的方法：通过模压或压延，将筛网的微米结构阵列复制到聚合物制品上，从而获得超疏水表面。但是，该方法采用的模板上单一的微米结构不利于疏水性能的充分提高，难以实现多尺度微特征的制备和不同润湿性能的集成。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种结构简单、制作方便的制备含超疏水表面产品的注塑模具。该注塑模具采用超疏水表面的制备方法，实现复合微结构模板的简易制备，模板结构的高效、精确复制，成型的高分子微结构与模板之间顺利分离，制品表面润湿特性的多元化，以及模板的循环利用。 

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

制备含超疏水表面产品的注塑模具，包括动模和定模，动模和定模间构成注塑模腔；注塑模腔的表面设有复合微结构模板；复合微结构模板由至少两层通孔板堆叠组成，堆叠方向同通孔的轴向，靠近注塑模腔的表面的通孔板的目数大于远离注塑模腔的表面的通孔板的目数。 

通孔板中，目数最大的且与注塑模腔的表面相贴合固定的通孔板为基层。 

基层可用表面具有微结构的耐高温材料代替；所述微结构的横向尺度小于其余通孔板的通孔横向尺寸。 

通孔板是指具有阵列式通孔的薄板；所述通孔的横向尺寸、横向间距和纵向深度为微米级或纳米级。 

一层通孔板中，各通孔的横向尺寸、横向间距和纵向深度为恒定不变的，或为沿横向和/或纵向变化的。 

通孔的横向截面为圆形、椭圆形或多边形。 

通孔板之间的固定方式为螺纹连接、焊接、铆接、磁性连接、过盈安装或黏合。 

基层和注塑模腔的表面之间的固定方式为括螺纹连接、焊接、铆接、磁性连接、过盈安装或黏合。 

复合微结构模板有一种以上，独立分布在注塑模腔的特定表面。 

各组复合微结构模板分布于动模上，或分布于定模上，或同时分布于动模和定模上。 

总的说来，本实用新型具有如下优点：结构简单，制作方便，制作灵活性强，可靠性和重复利用率高，成本低廉，可制备出具有比单尺度微结构更好的力学稳定性、更稳定的润湿性能和更好的超疏水性能的超疏水表面的产品。 

为了充分了解本实用新型，需要对采用该注塑模具的一种具有复合微结构的超疏水表面的制备方法进行说明。