[发明专利]一种具有耐久性和导热性的防冰结构及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有耐久性和导热性的防冰结构的制备方法，其特征在于：防冰结构包括带有柱状结构的散热器基底，所述散热器基底内部设置有多孔结构，所述多孔结构内填充有油性物质，所述散热器基底的外表面涂覆有纤维增强的聚二甲基硅氧烷涂层；

制备方法包括以下步骤：

步骤一，准备好散热器样品，使用切割机对散热器样品上的柱状结构进行切割，使其长度保留在2~3mm，随后超声清洗，烘干备用，使用高温胶将散热器样品底面完全覆盖起来；

步骤二，在散热器样品周围套上模具，散热器样品的柱状结构方向朝上；

步骤三，向模具中加入搅拌均匀的、由粗盐和细盐组成的氯化钠颗粒，使其能够覆盖住柱状结构，然后提高散热器样品所在区域的环境湿度至95%以上，温度保持为室温条件，处理时间设定为0.5-1h，使氯化钠颗粒发生部分溶解，再将散热器样品放入烘箱中，在50~60℃条件下干燥至少3h，形成并得到氯化钠多孔结构模板；

步骤四，将聚二甲基硅氧烷的A部分与B部分按照1:1的质量比例依次置于烧杯中，磁转子搅拌，搅拌速度控制在300~400rpm，并向其中添加对二甲苯溶液，对二甲苯溶液的加入体积mL与聚二甲基硅氧烷的A部分与B部分的质量之和g之比为（0.5~2）:1，并持续搅拌，搅拌时间控制在4~6小时，留待备用；聚二甲基硅氧烷的型号为Silicone R2180；

步骤五，将搅拌好的聚二甲基硅氧烷溶液缓慢加入到模具中，随后将其整体放置于真空炉中，不进行加热处理，仅做抽真空处理，对其进行真空除气处理，真空度为0.05~0.08个大气压，处理时间为30~50分钟，使聚二甲基硅氧烷溶液充分填充到散热器样品结构中的空隙中；

步骤六，将散热器样品放置于烘箱中进行后续的固化处理；在75~80℃热处理至少60分钟，取出散热器样品，放置于超声清洗设备中，将散热器样品中的氯化钠多孔结构模板去除，再次放入烘箱烘干，接着进行固化；在75~80℃热处理120~150分钟，然后升温在150~160℃处理150~180分钟，然后随炉冷却，散热器样品表面获得聚二甲基硅氧烷聚合物涂层；

步骤七，将散热器样品浸润在油性物质中，使油性物质缓慢浸润到去除氯化钠多孔结构模板所得到的内部相互连接的多孔体系中，并且通过真空处理将油性物质充分浸润入多孔体系中；

步骤八，再次准备聚二甲基硅氧烷溶液，A部分与B部分按照1:1的质量比例添加，不加入对二甲苯溶液，并向其中加入1~8%质量分数的凯夫拉Kevlar纤维，搅拌速度为300~500rpm，搅拌时间为至少4h，获得PDMS/Kevlar前驱体；

步骤九，使用旋涂法将PDMS/Kevlar前驱体均匀涂抹到散热器样品上，旋涂工艺参数为1500~2000rpm，每次旋涂时间控制在1~2分钟，旋涂次数为3~5次，旋涂结束后在烘箱中固化，在75~80℃热处理120~150分钟，然后升温在150~160℃处理150~180分钟，随炉冷却，得到成品。

2.根据权利要求1所述的一种具有耐久性和导热性的防冰结构的制备方法，其特征在于：所述柱状结构的长与宽均为0.8~1.3mm，高度为2~3mm。

3.根据权利要求2所述的一种具有耐久性和导热性的防冰结构的制备方法，其特征在于：所述油性物质包括氟化硅油或甘油Glycerol。

4.根据权利要求1所述的一种具有耐久性和导热性的防冰结构的制备方法，其特征在于：步骤一中，超声清洗的方法为：使用丙酮溶液和去离子水分别对散热器样品进行超声清洗。

5.根据权利要求1所述的一种具有耐久性和导热性的防冰结构的制备方法，其特征在于：步骤二中，模具由PTFE板制备而成，PTFE模具内壁均匀喷涂有脱模剂。

6.根据权利要求1所述的一种具有耐久性和导热性的防冰结构的制备方法，其特征在于：步骤三中，粗盐和细盐的质量比为1:1，粗盐的粒径为575-1040 μm，细盐的粒径为265-430 μm。