[发明专利]实现多种超疏水表面微结构形貌的滚压装置及其应用方法

说明书

本发明涉及实现多种超疏水表面微结构形貌的滚压装置及其应用方法，包括底座和驱动机构和压辊部件；压辊部件包括上压辊组和下压辊，上压辊组包括上压辊架与安装在上压辊架多个表面形貌不同的上压辊，多个上压辊与上压辊架可拆卸连接，的上压辊架活动安装在底座上，下压辊的两端安装在底座上；其中一个上压辊与下压辊平行并留有间隙，间隙用于放置待加工基材；上压辊的表面具有陈列排布的凸起形成表面形貌；底座上还设置有调辊距部件，调辊距部件与上压辊架连接，用于驱动上压辊架在底座上移动；驱动机构安装在底座上，用于驱动下压辊滚动。本发明的滚压装置通过压辊的滚压能够实现待加工表面微结构的建造，从而实现材料表面的超疏水性。

技术领域

本发明涉及超疏水表面制造技术领域，具体涉及实现多种超疏水表面微结构形貌的滚压装置及其应用方法。

背景技术

超疏水表面有着自清洁、防腐蚀、减阻、防覆冰和耐摩擦等性能，可运用于船舶、航空航天和管道运输等行业，具有良好的应用前景。例如，具有自清洁性的挡风玻璃和后视镜在雨、雪、雾天和易结霜环境下可有效避免气候对驾驶员视线造成的影响，减少盲区和视线模糊不清的情况，提高驾驶安全性。在生物医药行业，超疏水材料可以防止污垢、细胞吸附，具有更好的生物相容性。在厨房家居中，采用自清洁表面可以减少油烟等沉积，减少日常保洁工作量。

研究发现，超疏水表面是由微纳米级微结构和极低的表面自由能组成。要实现超疏水，需要采用低表面张力材料并在表面加工出特定的微纳米结构。研究表明，光滑表面即使覆盖已知表面能最低的C₂₀F₄₂(全氟二十碳烷，表面能仅6.7mJ/m²)也不能实现超疏水，与水接触角不超过120°。因此，要实现超疏水，关键是在材料表面加工出特定的微纳结构。

当前，关于超疏水表面制备的方法已有几十年的研究，制备方法高度多样化，传统的超疏水表面制备方法主要有模板法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法、激光刻蚀法和化学刻蚀法等等，适合小样品的制备，较为费时费力，且现有方法大多需要昂贵的原材料进行制备、修饰或需要特殊的加工设备，或操作过程复杂，在大面积制备时难以控制。

发明内容

为了解决现有方法微结构表面制备过程复杂、不能大面积制备具有不同微结构形貌表面的技术问题，而提供实现多种超疏水表面微结构形貌的滚压装置及其应用方法。本发明装置通过压辊的滚压能够实现待加工表面微结构的建造，从而实现材料表面的超疏水性。

为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

实现多种超疏水表面微结构形貌的滚压装置，其特征在于，包括底座和驱动机构和压辊部件；

压辊部件包括上压辊组和下压辊，上压辊组包括上压辊架与安装在上压辊架多个表面形貌不同的上压辊，多个上压辊与上压辊架可拆卸连接，的上压辊架活动安装在底座上，下压辊的两端安装在底座上；其中一个上压辊与下压辊平行并留有间隙，间隙用于放置待加工基材；上压辊的表面具有陈列排布的凸起形成表面形貌；

底座上还设置有调辊距部件，调辊距部件与上压辊架连接，用于驱动上压辊架在底座上移动；驱动机构安装在底座上，用于驱动下压辊滚动。

进一步地，上压辊架为十字型架，上压辊架具有中心滚轴，上压辊架两端设置有十字型的固定架；多个上压辊位于上压辊架的凹槽中，并通过上压辊的滚轴与固定架的架杆可拆卸连接；底座上设置有滑槽，固定架滑动设置在滑槽内，中心滚轴贯穿固定架并与调辊距部件固定连接。

再进一步地，调辊距部件从下往上依次包括支撑座、垫块、稳定部、固定端以及液压缸；垫块固定安装在支撑座上，液压缸的活塞与垫块固定连接，固定端固定安装在液压缸的缸体上，中心滚轴与固定端固定连接，稳定部固定设置在底座上，活塞穿过稳定部。

再进一步地，上压辊的个数为四个。

再进一步地，架杆的端部具有安装槽，上压辊转动安装在安装槽内，通过锁紧件与安装槽可拆卸连接并将上压辊锁紧于安装槽内。