[发明专利]一种锅具表层的多峰结构材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种锅具表层的多峰结构材料及其制备方法，采用3D打印技术将配比好的合金粉末在锅具表层打印出多峰结构，该材料不仅具有良好的物理超疏水性能，还因其由多种混合金属或非金属材料组成，故该结构材料还具有良好的抗菌和抗腐蚀性能、高硬度强韧性，因此该材料在扩展厨房用具、医学用具上有着极大的应用前景。

技术领域

本发明涉及疏水材料技术领域，尤其涉及一种锅具表层的多峰结构材料及其制备方法。

背景技术

目前锅具表层多涂覆超疏水性涂层(涂层表面微观基元结构与水的静态接触角大于150度)，1)但是这些涂层多为有机高分子涂层，其根本原理是利用化学性质达到超疏水效果，其机械强度低、与基体结合力差、其疏水性会在长期使用中会被蚀性破坏而减弱甚至消失；2)还有些疏水膜也采用了金属涂层，但不具有多峰结构，制备工艺复杂、成本昂贵，韧性不够且不具备抗菌和耐腐蚀等功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锅具表层的多峰结构材料及其制备方法，通过3D打印技术在锅具表层将多峰结构材料打印为表面基元结构呈半球形或十棱柱形，多峰结构的表面基元结构与水的静态接触角大于等于150°而小于等于 180°，从而使得该多峰结构材料具有物理超疏水性，该多峰结构材料覆盖在锅具表层也使得锅具拥有物理超疏水性。

本发明的创新点如下：1)本发明公开了一种锅具表层的多峰结构材料及其制备方法，通过3D打印技术将配比好的合金粉末在锅具表层上打印出物理超疏水多峰结构，制备出的结构材料表面结构单元呈现半球形或十棱柱形状，其微观基元结构与水的表面静态接触角大于等于150°而小于等于180°，该结构材料依靠其物理性质而具有超疏水性；2)该锅具表层的多峰结构材料以铁为主要组分且由多种金属或非金属合金混合，因其含有较多的Ni元素，能够增强多峰结构材料的韧性，因其含有耐蚀金属如Cr和Mo，故该多峰结构材料具有优异的耐腐蚀性；因其含有该合金粉末中含有Ag-Cu合金，而Ag-Cu合金比纯Ag 或纯Cu具有更强的抗菌性，故该多峰结构材料具有很强的抗菌功能。

附图说明

图1是本发明锅具表层的多峰结构材料半球形微观基元结构的示意图。

图2-图5为本发明锅具表层的多峰结构材料物理超疏水原理图。

图6为平面材料表面与水的静态接触角示意图

图7是本发明锅具表层的多峰结构材料十棱柱形微观结构基元的排列示意图。

图8本发明锅具表层的多峰结构材料十棱柱形微观基元结构与水的静态接触角示意图。

图9本发明锅具表层的多峰结构材料半球形微观基元结构的排列示意图。

图10为本发明锅具表层的多峰结构材料半球形微观基元结构与水的静态接触角示意图。

图11为本发明锅具表层的多峰结构材料半球形微观基元结构疏水原理图。

图12为本发明锅具表层的多峰结构材料十棱柱形微观基元结构示意图。

具体实施方式

下面结合幅图和具体实施例对本发明进一步详细说明，请参照图1-12。

一种锅具表层的多峰结构材料，其表面微观基元结构呈半球形或十棱柱形，该微观基元结构与水的静态接触角大于等于150°而小于等于180°，因此具有超疏水性。原理是：如图6所示，当材料表面为平面时，其与水的90度 静态接触角θ0度时，为亲水；150度＞静态接触角θ≥90度，为疏水；180 度≥静态接触角θ≥150度，超疏水。不同于表面为平面的材料，本发明将微观结构基元打印为表面基元为半球型或十棱柱形的多峰结构，能使得其表面与水的静态接触角180度≥静态接触角θ≥150度，具有超疏水性。

本发明的锅具表层的多峰结构材料是通过3D打印技术将合金粉末打印到锅具表层而形成。