[发明专利]一种复合型耐磨损超疏水硅橡胶表面及其制备方法

权利要求书

1.一种复合型耐磨损超疏水硅橡胶表面，包括硅橡胶基材(1)及二氧化硅(2)，其特征在于：硅橡胶基材(1)的表面包括疏水的粗糙微观结构与坑槽；坑槽内部由二氧化硅(2)进行填充，用于在机械磨损过程中提供支撑与保护；二氧化硅(2)与硅橡胶基材(1)的接触面通过粘合剂粘接，二氧化硅(2)表面涂布有硅烷偶联剂，用于降低表面能以提升二氧化硅(2)表面的疏水性。

2.根据权利要求1所述的复合型耐磨损超疏水硅橡胶表面，其特征在于：所述坑槽的总面积占硅橡胶表面总面积的比例为10％～60％；所述坑槽为圆形坑槽，单个圆形坑槽的直径为20～800μm。

3.一种如权利要求1所述的复合型耐磨损超疏水硅橡胶表面的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、去除硅橡胶基材的杂质，得到除杂基材；

S2、通过激光刻蚀在除杂基材表面构建微观结构，得到粗糙表面；

S3、通过激光刻蚀对粗糙表面进行处理，在粗糙表面形成坑槽，得到刻蚀基材；

S4、采用粘合剂对刻蚀基材进行处理，使粘合剂附着于坑槽表面，得到预反应基材；

S5、采用硅反应溶液对预反应基材进行处理，处理后去除预反应基材坑槽内部以外的二氧化硅，使预反应基材的坑槽由二氧化硅填充，得到负硅基材；

S6、通过激光刻蚀对负硅基材表面进行处理，得到超疏水基材；

S7、采用硅烷偶联剂对超疏水基材的表面进行处理，得到复合型耐磨损超疏水硅橡胶表面。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述S2中，所述激光刻蚀为采用脉冲激光进行面扫描，面扫描的激光能量密度为4～25J/cm²，扫描速度为500～2000mm/s。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述S3中，所述激光刻蚀为采用脉冲激光进行列阵扫描，列阵扫描的激光能量密度为8～30J/cm²，扫描速度为300～1500mm/s，扫描次数为5～20次。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述S4中，所述粘合剂采用聚二烯二甲基氯化铵水溶液，其质量百分比浓度为4％～20％；所述处理为将刻蚀基材浸于聚二烯二甲基氯化铵水溶液中，使粘合剂充满坑槽，随后取出并在40～200℃烘干1～12h。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述S5中，所述硅反应溶液为去离子水、正硅酸乙酯、氨水、无水乙醇形成的混合物，其中去离子水、正硅酸乙酯、氨水为溶质，无水乙醇为溶剂，去离子水的摩尔浓度为0.5～17.0mol/L，正硅酸乙酯的摩尔浓度为0.1～0.5mol/L，氨水中的氨气所占混合物的摩尔浓度为0.1～3.0mol/L。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述S6中，所述激光刻蚀为采用脉冲激光进行面扫描，面扫描的激光能量密度为4～25J/cm²，扫描速度为200～2000mm/s。

9.根据权利要求4、5、8任一项所述的制备方法，其特征在于：所述脉冲激光的中心波长为200～2000nm，所述脉冲激光的脉宽为100fs～50μs。

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述S7中，所述硅烷偶联剂为六甲基二硅氮烷、十八烷基三氯硅烷、丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；所述处理为将硅烷偶联剂涂布于超疏水基材表面，涂布量为150～450g/m²。