[发明专利]疏水复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种疏水复合材料及其制备方法和应用。上述疏水复合材料包括金属微结构和疏水涂层；金属微结构包括基底和形成在基底表面的多个凸出体，基底的厚度小于100μm，多个凸出体间隔分布在基底表面，相邻的凸出体的间距为0.5μm～50μm，凸出体的高度为1μm～11μm；疏水涂层设置在多个凸出体的间隙中，并填充满间隙。上述疏水复合材料通过金属微结构保护疏水涂层，使得疏水复合材料具有较好的耐摩擦磨损性能，且金属微结构的柔性好，使其能够贴附在弯曲表面，应用范围更广。

技术领域

本发明涉及疏水材料领域，特别是涉及一种疏水复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

表面疏水技术是一项具有极高实用价值的应用研究技术。目前疏水材料涂层已经广泛应用在工业领域中的各个方面，且疏水材料涂层的需求和受到的关注也在持续增长。

疏水涂层一般为低表面能的材料，一般为含氟高分子材料或有机硅氧烷等，其与基底的结合方式一般为共价键结合(如单分子自组层)，或物理吸附(如气相沉积或旋涂喷涂)。在实际应用中，疏水材料不仅需满足其具备低表面能的疏水性能，且需要满足耐摩擦磨损的性能。然而现阶段的疏水材料与基底的结合力一般很差，在摩擦磨损中极易遭到破坏然后脱落，导致疏水性能失效。同时，在很多实际应用中，例如汽车外壳、飞机外壳、船外壳等，一般要求疏水材料具有一定的柔性，即可贴附在弯曲的表面。因此，开发具有较好的耐摩擦磨损性和柔性的疏水涂层表面非常重要。

发明内容

基于此，有必要提供一种耐摩擦磨损性能好且柔性好的疏水复合材料及其制备方法。

此外，还有必要提供一种疏水复合材料的应用。

一种疏水复合材料，包括金属微结构和疏水涂层；

所述金属微结构包括基底和形成在所述基底表面的多个凸出体，所述基底的厚度小于100μm，多个所述凸出体间隔分布在所述基底表面，相邻的所述凸出体之间的间距为0.5μm～50μm，所述凸出体的高度为1μm～11μm；

所述疏水涂层设置在多个所述凸出体的间隙中，并填充满所述间隙。

在其中一个实施例中，所述凸出体的底面形状为三角形、四边形或六边形；及/或，

所述凸出体的底面边长为0.5μm～500μm；及/或，

所述凸出体的侧面与其底面的夹角为85°～95°。

在其中一个实施例中，所述疏水涂层至少与所述凸出体的顶部齐平。

在其中一个实施例中，所述金属微结构的材质为镍；及/或，

所述疏水涂层的材料为含氟材料或有机硅氧烷。

一种疏水复合材料的制备方法，包括如下步骤：

制作金属微结构，所述金属微结构包括基底和形成在所述基底表面的多个凸出体，所述基底的厚度小于100μm，多个所述凸出体间隔分布在所述基底表面，相邻的所述凸出体之间的间距为0.5μm～50μm，所述凸出体的高度为1μm～11μm；

将疏水材料形成在多个所述凸出体的间隙中并填充满所述间隙，制备疏水复合材料。

在其中一个实施例中，所述制作金属微结构的步骤包括：

提供模具，所述模具表面设有多个间隔排列的凹槽，所述凹槽的深度为1μm～11μm，相邻的所述凹槽之间的间距为0.5μm～50μm；

在所述模具设有所述凹槽的一侧电镀金属，形成所述金属微结构，所述金属微结构的所述凸出体填充所述凹槽；

分离所述模具和所述金属微结构。

在其中一个实施例中，所述模具的材质为硅，所述模具是通过如下步骤制作：