[发明专利]一种耐摩擦超疏水表面材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种耐摩擦超疏水表面材料及制备方法，包括以下步骤：提供一基底材料，使用激光在基底材料上加工出具有微纳结构的凹槽阵列；在加工后的基底材料表面覆盖一层聚四氟乙烯薄膜，使用激光沿第一方向将具有微纳尺寸的聚四氟乙烯颗粒嵌入凹槽阵列内；将聚四氟乙烯薄膜移除，并在基底材料的表面覆盖一层新的聚四氟乙烯薄膜，使用激光沿第二方向将新的聚四氟乙烯颗粒再次嵌入凹槽阵列内；移除新的聚四氟乙烯薄膜，获得耐摩擦超疏水表面材料。本发明使用激光将具有微纳尺寸的聚四氟乙烯颗粒嵌入凹槽阵列内，使得基底材料表面具有超疏水特性，经摩擦后仍具有较高的疏水性，方法操作简单、不会造成环境污染，且适用性广，适用于多种基底。

技术领域

本发明涉及表面处理及激光加工领域，尤其涉及一种耐摩擦超疏水表面材料及制备方法。

背景技术

超疏水表面一般是指与水的接触角大于150°而滚落角小于10°的表面，关于微结构表面超疏水性能的研究由来已久，最初源自于生物表面荷叶效应的发现，对各种生物表面疏水性的基础研究表明，许多生物表面具有微米与纳米相结合的阶层结构，这种微纳米尺度结合的双层或多层复合粗糙结构正是许多生物表面具有超疏水性能的主要原因。

超疏水表面在工农业生产和人们的日常生活中都有着极其广阔的应用前景，在基底材料上制备出超疏水表面得到越来越多的关注，人们渴望将超疏水性能应用于工农业生产，获得持久耐用的超疏水表面在自清洁和防冰抑霜等方向上有着重要意义。目前，已有许多学者、课题组在就如何获得稳定耐用的超疏水表面问题上做出相关工作，根据《Super-hydrophobic Co3O4-loaded nickel foam with corrosion-resistant propertyprepared by combination of hydrothermal synthesis and PFAS modification》的论文中公开的技术内容，Liu等人通过水热法获得超疏水表面，根据《Large-scalefabrication of durable and robust super-hydrophobic spray coatings withexcellent repairable and anti-corrosion performance》的论文中公开的技术内容，Li等人利用化学合成方法获得超疏水涂层，但是此类方法对环境的污染较大，存在工序复杂、耗时长、成本过高等问题。

鉴于此，有必要提出一种耐摩擦超疏水表面材料及制备方法以解决或至少缓解上述缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种耐摩擦超疏水表面材料及制备方法，旨在解决现有制备超疏水表面方法对环境的污染较大、工序复杂、耗时长、成本过高的问题。为实现上述目的，本发明提供一种耐摩擦超疏水表面材料的制备方法，包括步骤：

S1，提供一基底材料，使用激光在所述基底材料上加工出至少沿两个方向加工的具有微纳结构的凹槽阵列，所述两个方向包括第一方向和第二方向，沿所述第一方向排布的第一凹槽之间具有第一条纹间距，沿所述第二方向排布的第二凹槽之间具有第二条纹间距；

S2，在加工后的所述基底材料的表面覆盖一层聚四氟乙烯薄膜，使用激光沿所述第一方向以小于所述第一条纹间距的激光扫描方式，在所述聚四氟乙烯薄膜的表面进行扫描，以将具有微纳尺寸的聚四氟乙烯颗粒嵌入所述凹槽阵列内；

S3，将所述步骤S2中加工后的所述聚四氟乙烯薄膜移除，并在所述基底材料的表面覆盖一层新的聚四氟乙烯薄膜，使用激光沿所述第二方向以小于所述第二条纹间距的激光扫描方式，在所述新的聚四氟乙烯薄膜的表面进行扫描，以将具有微纳尺寸的聚四氟乙烯颗粒再次嵌入所述凹槽阵列内；

S4，移除所述步骤S3中加工后的所述新的聚四氟乙烯薄膜，获得所述耐摩擦超疏水表面材料。

优选地，所述第一方向与所述第二方向垂直，所述凹槽阵列为“#”字型阵列。

优选地，所述基底材料为选自石英玻璃、硅片或不锈钢中的一种。