[发明专利]一种防覆冰复合材料表面设计及制备方法

权利要求书

1.一种防覆冰的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)：在金属板表面构造微米乳突的微观结构；

所述金属板表面微米乳突的微观结构的构造方法包括以下步骤：

S1在洁净的金属板表面进行光刻后，阳极氧化处理得到表面处理后的金属板；所述光刻的微坑直径和微坑间距均为50-600μm，坑的深度为40-400μm；

S2在步骤S1中表面处理后的金属板上涂布低表面能物质作为脱模剂，并且在高温下退火；

所述低表面能物质为聚四氟乙烯和全氟乙烯丙烯共聚物中的一种或两种；

(2)：通过纳米结构的无机粒子在步骤(1)中微观结构上构造微纳复合结构，得到金属板模板；所述构造微纳复合结构的构造方法为通过电泳沉积法在所述步骤(1)微观结构的表面沉积所述纳米结构的无机粒子；所述无机粒子为碳纳米管；

(3)：通过模板法将步骤(2)中的微纳复合结构复制到复合材料基材表面得到初步复合材料；所述复合材料基材为聚醚醚酮、环氧树脂、超高分子量聚乙烯增强的聚苯乙烯共聚物预浸料、玻纤高分子基复合材料；

(4)：在步骤(3)中的初步复合材料的具有微纳复合结构表面上涂覆低表面能物质层；所述低表面能物质包括氟化烷基硅烷、氟聚合物、硫醇、聚苯硫醚中的一种或几种；

(5)：细化微纳复合结构：将与步骤(2)中相同的纳米结构的无机粒子涂覆在步骤(4)的低表面能物质层上后，再涂覆一层表面涂层；所述表面涂层为聚苯硫醚、含氟聚丙烯酸酯、聚醚醚酮和SiO₂中的一种或几种。

2.如权利要求1所述的防覆冰的复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述光刻的包括旋涂SUN-1150P正性光刻胶、前烘、曝光、显影、后烘、腐蚀和去胶；

所述旋涂SUN-1150P正性光刻胶的参数为低速旋转速率为400-600rpm，低速旋转时间为15-5s；高速旋转速率为2000-4000rmp，高速旋转时间为20-30min；

所述前烘的条件为90-110℃，30-10min；

所述曝光的时间为25-40s；

所述显影用的为SUN-238D显影液；

所述后烘的条件为90-110℃，30-10min；

所述腐蚀的方法为用硝酸、氢氟酸配制酸洗液进行腐蚀30-180s。

3.如权利要求1所述的防覆冰的复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的阳极氧化处理中，阳极为所述光刻后的金属板，阴极为相同尺寸的不锈钢，阳极电解液为氢氧化钠300g/L,酒石酸钠65g/L,乙二胺四乙酸30g/L,硅酸钠6g/L；所述阳极和阴极间距离为3cm，阳极氧化时直流电源的电压为10V-15V，时间为10min-20min。

4.如权利要求3所述的防覆冰的复合材料的制备方法，其特征在于：所述电泳沉积的方法为以异丙醇作为纳米结构的无机粒子的分散介质，Al(NO₃)₃为电解质，表面有微米乳突的微观结构的金属板作为阴极；沉积电压为60-100V，沉积时间为30-120s；在水浴温度60℃下超声8h配制配置电泳液。

5.权利要求1所述的防覆冰的复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的聚醚醚酮为碳纤维增强的聚醚醚酮；所述环氧树脂为碳纤维增强的环氧树脂。

6.如权利要求1所述的防覆冰的复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中制备初步复合材料的方法为将所述复合材料基材放在步骤(2)中金属板模板有微纳复合结构的表面，在平板硫化机上进行压板；再将冷却后的金属板模板与复合材料基材剥离。