本發明涉及金屬表面改性技術，具體涉及一種高疏水低粘附鋁表面的制備方法。
背景技術：
隨著仿生學的不斷發展，自然界中的各種現象逐漸被人們所熟知。這一過程中，人們發現了有些動植物表面具有自清潔現象，其中最為典型的就是“荷葉效應”：雨水落在荷葉表面上時會發生聚集并自由滾動，同時將附著在表面上的灰塵等污染物帶走，從而達到了表面自清潔的作用，有此類現象的還有水稻葉的表面等。因而有著很多的研究者開始致力于此等現象的研究，研究其表面的結構。
鋁在金屬中極為常見，也是利用率較高的金屬，亦是工業生產中最廣泛應用的金屬材料。鋁及其合金有著一系列優越性能，比如其強度比較高，延展性好，有著良好的導電性、耐氧化性等優點。在航天航空、機械制造及化學工業等領域有廣泛的應用。但是普通鋁表面的性能確是不能很好的滿足社會日益發展的需要，所以研究者們開始將目光放在金屬上，在金屬表面制備出類似于具有“荷葉效應”的表面。
一般情況下，制備此表面需要具備粗糙結構和低表面能兩個要素。所以一般的制備方法也都從這兩個方面分析。目前制備此表面有很多方法，但是這些方法或材料基體受限、或工藝復雜、或耗資大等。
本發明提供一種低成本，簡單易行，操作方便的化學刻蝕法來制備鋁表面。
技術實現要素：
本發明的目的是克服現有技術中存在的材料基體受限、工藝復雜或耗資大等缺點，提供一種高疏水低粘附鋁表面的制備方法，本發明的制備方法具有方法簡單，易操作處理，成本較低等優點。
本法是通過以下技術方案實現上述目的的，一種高疏水低粘附鋁表面的制備方法，包括以下步驟：
1)對鋁基表面進行預處理：鋁基經砂紙打磨，而后進行超聲條件下清洗，然后置于干燥箱中干燥；
2)制備表面微納結構：將經過預處理的鋁基放入0.8mol/L鹽酸溶液中，在常溫下刻蝕17-20小時，得到微米結構的表面，隨后在超聲波條件下進行清洗，然后干燥；接著置于0.8mol/L氯化銅溶液中刻蝕鋁基表面3分鐘，得出在鋁基表面的微米結構基礎上形成出納米結構，即微納復合結構，然后在超聲波條件下進行清洗，然后再次進行干燥；本發明中鹽酸刻蝕時間為17-20小時，低于設定時間制備出的鋁表面水滴接觸角偏小；高于設定刻蝕時間則鋁表面接觸角沒有明顯變化。
3)降低表面能：將步驟2)處理后的鋁基放入濃度為0.5mol/L硬脂酸無水乙醇溶液中，在53℃條件下修飾鋁基1小時，隨后在干燥箱中于95℃下干燥固化30分鐘，得高疏水低粘附鋁表面。本發明采取0.5mol/L硬脂酸無水乙醇溶液對鋁表面進行低表面能處理，在前期研發過程中采取0.1-0.2mol/L的硬脂酸無水乙醇溶液進行處理，處理后的鋁表面水滴接觸角平均僅為146°左右，而本發明采取0.5mol/L硬脂酸無水乙醇溶液平均接觸角能達到或者大于148°。
步驟2)中所述處理工序鹽酸和氯化銅兩步刻蝕，在鋁基表面制備出微納復合結構表面，使鋁基表面更易疏水；
步驟3)中所述處理工序是用硬脂酸處理表面，降低鋁基的表面能，提高鋁基表面的疏水性能；
與現有技術相比，采用本發明在鋁基表面制備疏水微納結構，具有以下優點：
1.鋁基刻蝕的試劑為常見試劑，配置容易，方法簡單易行；
2.制備鋁基表面所用設備：超聲波清洗器、電子天平、干燥箱與水浴加熱器，這些設備較為廉價，并且購買方便，操作簡單，可以工業化生產；
3.制備出的鋁基表面平均接觸角為148°，最高可達到150°并且表面粘附性很弱，水滴易從表面滾落；
4.本發明制備疏水微納結構表面，有利于提高鋁基表面的疏水性能。
附圖說明
圖1為實例1中疏水鋁基表面的水滴形態。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合具體實施方式，對本發明進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發明的范圍。
實施例1
將尺寸大小為20*20*2mm的鋁基經砂紙打磨，超聲清洗，并且用干燥箱干燥，去除表面的氧化層；
制備表面微納結構：將經過預處理的鋁基放入0.8mol/L鹽酸溶液中，在常溫下將鋁基置于溶液中刻蝕17個小時，隨后超聲清洗并且用干燥箱干燥；然后置于0.8mol/L氯化銅溶液中刻蝕3分鐘，接著用超聲清洗并且干燥箱干燥。
將低表面能：將刻蝕過后的鋁基放入配置好的0.5mol/L的硬脂酸無水乙醇溶液中，在水浴53℃條件下修飾鋁基1個小時，隨后在干燥箱中于95℃下干燥固化30分鐘，通過接觸角測量儀對處理后的鋁基進行滴水實驗，測量靜態水滴在鋁基表面的接觸角度，結果為鋁基表面水滴接觸角最高可達150°。
實施例2
將尺寸大小為20*20*2mm的鋁基經砂紙打磨，超聲清洗，并且用干燥箱干燥，去除表面的氧化層；
制備表面微納結構：將經過預處理的鋁基放入0.8mol/L鹽酸溶液中，在常溫下將鋁基置于溶液中刻蝕18個小時，隨后超聲清洗并且用干燥箱干燥；然后置于0.8mol/L氯化銅溶液中刻蝕3分鐘，接著用超聲清洗并且干燥箱干燥。
將低表面能：將刻蝕過后的鋁基放入配置好的0.5mol/L的硬脂酸無水乙醇溶液中，在水浴53℃條件下修飾鋁基1個小時，隨后在干燥箱中于95℃下干燥固化30分鐘，通過接觸角測量儀對處理后的鋁基進行滴水實驗，測量靜態水滴在鋁基表面的接觸角度，結果為鋁基表面水滴平均接觸角為148°，顯示疏水性。
實施例3
將尺寸大小為20*20*2mm的鋁基經砂紙打磨，超聲清洗，并且用干燥箱干燥，去除表面的氧化層；
制備表面微納結構：將經過預處理的鋁基放入0.8mol/L鹽酸溶液中，在常溫下將鋁基置于溶液中刻蝕20個小時，隨后超聲清洗并且用干燥箱干燥；然后置于0.8mol/L氯化銅溶液中刻蝕3分鐘，接著用超聲清洗并且干燥箱干燥。
將低表面能：將刻蝕過后的鋁基放入配置好的0.5mol/L的硬脂酸無水乙醇溶液中，在水浴53℃條件下修飾鋁基1個小時，隨后在干燥箱中于95℃下干燥固化30分鐘，通過接觸角測量儀對處理后的鋁基進行滴水實驗，測量靜態水滴在鋁基表面的接觸角度，結果為鋁基表面水滴接觸角為148°，顯示疏水性。
盡管已經詳細描述了本發明的實施方式，但是應該理解的是，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，可以對本發明的實施方式做出各種改變、替換和變更。