[发明专利]一种钛合金自清洁表面及其制备方法

权利要求书

1.一种钛合金自清洁表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、微纳米化图案构筑

绘制结构图形，根据绘制的结构图形利用激光加工方法在钛合金基底表面构筑微米化图案，然后通过阳极氧化方法构筑纳米化图案，得到表面为微纳米结构化的钛合金；

S2、含锚固基团的全氟共聚物制备

在催化剂作用下，将降冰片烯结构的全氟单体和含邻苯二酚结构降冰片烯化合物在室温下于有机溶剂中搅拌反应，然后加入甲醇沉降得到沉淀物，将沉淀物室温晾干，即得到含锚固基团的全氟共聚物，其中，降冰片烯结构的全氟单体和含邻苯二酚结构降冰片烯化合物的质量比为20～10:1；

S3、钛合金自清洁表面的制备

向S2中得到的含锚固基团的全氟共聚物中加入有机溶剂，溶解得到全氟共聚物溶液，将S1中得到的表面为微纳米结构化的钛合金浸泡在全氟共聚物溶液中，避光保存，清洗、干燥，即得到钛合金自清洁表面。

2.根据权利要求1所述的钛合金自清洁表面的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述钛合金基底为钛金属、Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-PdTi-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb中的一种。

3.根据权利要求1所述的钛合金自清洁表面的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述激光加工方法中所采用的加工功率为3～6W，激光加工速度为50～200mm/s，激光加工的跳转速度为500～2000mm/s。

4.根据权利要求1所述的钛合金自清洁表面的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述阳极氧化方法中所采用的电解液为含有3vol％HF的0.1～1wt％NH₄F/乙二醇电解液，阳极氧化的电流密度为3～5mA/cm²，氧化时间为1～24小时，反应温度为0～30℃。

5.根据权利要求1所述的钛合金自清洁表面的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述降冰片烯结构的全氟单体的化学结构式如下式(Ⅰ)所示，

6.根据权利要求1所述的钛合金自清洁表面的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述含邻苯二酚结构降冰片烯化合物的化学结构式如下式(Ⅱ)所示，

7.根据权利要求1所述的钛合金自清洁表面的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述含锚固基团的全氟共聚物的化学结构式如下式(Ⅲ)所示，

其中：n为1，m为10，含锚固基团的全氟共聚物的数均分子量为49000。

8.根据权利要求1所述的钛合金自清洁表面的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述催化剂为Grubbs二代催化剂，且催化剂与降冰片烯结构的全氟单体的质量比为5‰～1％:1，所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、丙酮、四氢呋喃中的一种或两种以上组合。

9.根据权利要求1所述的钛合金自清洁表面的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述有机溶剂为三氟乙酸、三氯三氟乙烷、四氢呋喃中的一种或两种以上组合，所述避光保存的温度为室温，保存时间为18～36h。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到的钛合金自清洁表面。