四川大学蒋睿嵩获国家专利权
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龙图腾网获悉四川大学申请的专利一种用于防结冰的多孔疏水液膜涂层制备方法及应用获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117181562B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310959167.X,技术领域涉及:B05D5/00;该发明授权一种用于防结冰的多孔疏水液膜涂层制备方法及应用是由蒋睿嵩;孙伟欣;陈朝浪;王乐琛;张哲瑞设计研发完成,并于2023-08-01向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于防结冰的多孔疏水液膜涂层制备方法及应用在说明书摘要公布了:本发明公开一种用于防结冰的多孔疏水液膜涂层制备方法及应用;该多孔疏水液膜涂层采用飞秒激光微细加工技术,可以在需要疏水液膜涂层改性的材料表面快速制备出下宽上窄结构的微腔孔洞,形成用于储油的空腔结构,下宽上窄结构的微腔孔洞可以利用气压将油膜封锁在微腔内部,通过储油形成的表面油膜来降低冰附着强度,然后通过OTS表面改性,使得材料表面变得粗糙疏水,提高防冰能力,最终制备所得的疏水液膜涂层具备良好的防冰性能以及油膜耐久性能,且整体工艺更为简单,适用于工业大规模生产,具备极好的推广前景。
本发明授权一种用于防结冰的多孔疏水液膜涂层制备方法及应用在权利要求书中公布了:1.一种用于防结冰的多孔疏水液膜涂层制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤: 步骤S1:飞秒激光加工储油微腔: 储油微腔单侧结构加工: 将板材固定于直角三棱柱方块的长斜边上,直角三棱柱方块与水平面的夹角为α,并将直角三棱柱方块整体水平放置于飞秒激光加工器的运动平台上,将直角面与运动平台水平面接触;此时,激光发射器发射激光垂直于水平面入射直角三棱柱方块,即板材在直角三棱柱长斜边向上部分和激光射线形成固定夹角为90°-α,此夹角即为储油微腔结构设计角度;激光按照设置好的储油微腔口径大小和形状扫描雕刻,制备单个储油微腔的一侧结构,在板材表面形成一个具备微腔口径D的单侧结构,将直角三棱柱方块与水平面接触的直角边方向设置为Y轴,将直角三棱柱方块与水平面不接触的直角边方向设置为Z轴,将同时垂直于Y轴和Z轴的方向设置为X轴,设定直角三棱柱长斜边方向的竖排微腔之间的间距为P,设定与直角三棱柱长斜边方向垂直的横排微腔之间的间距为Q,加工竖排微腔的单侧结构时,通过控制Y轴移动步长y来控制竖排微腔的间距,y与P的关系式为:y=P*cosα;其中,y为Y轴移动步长,P为三棱柱长斜边方向的竖排微腔之间的间距,α为直角三棱柱方块与水平面的夹角;通过控制Z轴移动步长z来控制激光焦点位置,使制备所得的微腔效果最好,关系式为:z=P*sinα,其中,z为Z轴移动步长,P为直角三棱柱长斜边方向的竖排微腔之间的间距,α为直角三棱柱方块与水平面的夹角;通过控制Y轴和Z轴的移动,加工单排三棱柱长斜边方向的竖排微腔单侧结构,然后控制X轴移动步长x来控制与直角三棱柱长斜边方向垂直的横排微腔的间距,x与P的关系式为:x=Q,其中x为X轴移动步长,Q为与直角三棱柱长斜边方向垂直的横排微腔之间的间距;x轴一次移动后,重复单排三棱柱长斜边方向的竖排微腔单侧结构的加工过程,然后x轴再次移动后,重复单排三棱柱长斜边方向的竖排微腔单侧结构的加工过程,如此反复,按照加工设计,完成整块板材上全部微腔单侧结构的加工; 步骤S2:储油微腔另一侧结构加工: 随后将步骤S1中制备的板材沿着直角三棱柱方块的长斜边平面旋转180°调转方向,同样固定于三棱柱方块的长斜边上,将激光完全对准微腔口径,即微腔口径保持不变,重复步骤S1中的过程,通过控制X,Y,Z轴的移动,加工整块板材上全部微腔的另一侧结构,最终形成飞秒激光加工后具备下宽上窄储油微腔的多孔板材; 步骤S3:将飞秒激光加工后具备下宽上窄储油微腔的多孔板材进行疏水化处理: 取十八烷基三甲氧基硅烷OTS溶液溶于正己烷溶剂中,搅拌使OTS溶解均匀;搅拌过程中,吸取少量水逐滴滴入溶液中,形成疏水改性剂;然后将飞秒激光加工后具备下宽上窄储油微腔的多孔板材浸泡于疏水改性剂中,浸泡后将处理后的板材干燥完全,得到疏水化处理后的多孔板材; 步骤S4:疏水化处理后的多孔板材油膜注入: 在疏水化处理后的多孔板材表面注入二甲基硅油,得到最终用于防结冰的多孔疏水液膜涂层板材; 所述板材为铝板;所述直角三棱柱方块与水平面的夹角α为30°-60°; 所述激光功率为6-15W,所述步骤S1和步骤S2加工后,储油微腔底部因为激光功率或者直角三棱柱方块与水平面的夹角不同会有凸起瑕疵,此时,增加一次激光入射,即激光垂直于板材入射储油微腔口径,再次进行储油微腔雕刻,以便消除储油微腔底部凸起瑕疵; 所述十八烷基三甲氧基硅烷OTS质量浓度为95%,其余为同素异构体,所述十八烷基三甲氧基硅烷OTS溶液与水的体积比为400-500:1-2; 所述多孔疏水液膜涂层应用于航空板材防冰领域。
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