CN110863225A - 一种铝基材表面的疏冰改性方法 - Google Patents

一种铝基材表面的疏冰改性方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝基材表面的疏冰改性方法，首先通过阳极氧化处理在铝基材表面形成多个微纳米级的孔洞，使铝基材表面具有类似于荷叶表面的结构，然后再进一步采用含端功能基的修饰剂对其进行改性处理，通过研究不同改性剂对阳极氧化处理后铝基材防覆冰性能的影响，制备出了防覆冰及自清洁功能较好的铝基材，同时为铝基材在防覆冰领域的应用提供了可靠的理论指导。同时本发明的改性镀膜方式简单，制备成本低廉，从而大大降低了生产成本，且能够根据实际需求制备出具有不同防覆冰性能的铝基表面，且冰在表面粘附性弱，具有良好的防结冰性能，且本发明的疏冰改性方法适用于在不同的铝基材基底上镀膜，且成膜均匀性好。

Description

一种铝基材表面的疏冰改性方法
技术领域
本发明涉及金属基材表面处理技术领域，尤其涉及一种铝基材表面的疏冰改性方法。
背景技术
铝及铝合金因具有良好的延展性、导电性、较轻的重量等等，被用于生活生产的诸多方面。但是随着社会的发展，人们对于铝及其它材料表面的要求也日渐苛刻。例如：冬日里输电线路在冰雪天气之下，容易遭冰雪覆盖，从而严重威胁寒冷地区的电力及通信网络的安全运行。同时线路覆冰常引起输电线路倒杆(塔)、断线和绝缘子闪络等重大事故，对电力系统的安全运行产生严重危害，造成巨大的经济损失。因此，世界各国早已开展了广泛的研究，设计出了防冰除冰的许多方案，到目前为止国内外防冰除冰技术有许多，如可控硅整流融冰装置、基于电磁力的除冰方法、利用电动机械装置的除冰方法、高频高压激励除冰方法和电脉冲除冰方法等。但是以上的方法都是被动除冰，且这些方法往往需要耗费较多人力物力或是对环境造成污染，且不能达到防覆冰的效果。
针对输电线路覆冰，应以防为主，在雪冻恶劣气候条件下，防止输电导线结冰，可以减少除冰作业，节省人力和物力。基于此，可在输电导线表面涂覆具有防覆冰功能的涂层以此来延长结冰、减少覆冰面积，从而达到有效防覆冰目的。理想的防覆冰涂层应该满足以下两点：其一，过冷水在结冰之前能够从表面滚动滑落。其二，表面对冰的附着力比较弱。在超疏水表面，水滴在基底材料表面呈球形状态，与基底的接触面积大大减小，尤其是处于C-B模型时，由于气层的存在，热传递过程受到阻碍，能进一步降低热传导速率，延迟液滴结晶时间。另外，水滴在粗糙的超疏水表面结晶是异相成核过程，需要克服自由能垒，表观接触角越大，需要克服的能垒越高。
基于此，有研究者提出在铝基输电线路表面制备具有防覆冰特点的超疏水功能涂层以解决上述技术问题。如(Tang Y,Zhang Q,Zhan X,et al.Superhydrophobic andanti-icing properties at overcooled temperature of a fluorinated hybridsurface prepared via a sol-gel process[J].Soft Matter,2015,11(22):4540-4550)采用溶胶-凝胶法，通过甲基三乙氧基硅烷(MTES)，3-[(全氟己基磺酰)氨基]-丙基三乙氧基硅烷(HFTES)以及纳米SiO2溶胶的水解缩合反应，制备超疏水涂层。当HFTES含量超过30％时，涂层具有最佳的防覆冰特性。在-20℃下能够保持接触角稳定在161°，滚动角为9°，能够使过冷状态下的水滴在结冰之前会从表面滚动。此外，与未涂覆超疏水的玻璃表面相比，能够推迟结冰时间长达1888s。如(Ruan M,Li W.Wang B,et al.Preparation andanti-jcing behavior of superhydrophobic surfaces on aluminum allov substrates[J].Langmuir,2013,29(27):8482-8491)通过一步化学刻蚀法，快速地在铝合金基底上制备超疏水功能表面，接触角达159.1°，接触角滞后为4°，表面具有极好的防覆冰性能。当表面水平放置时，结冰温度从-2.2℃降低到-6.1℃，结冰时间从406s延长至676s。表面倾斜20°角度放置时，水滴很容易从表面滚落，结冰温度可低至-8℃。然而，超疏水表面在防覆冰领域应用方面主要面临的问题是在低温高湿的条件下，水汽容易在微纳米粗糙表面的毛细管结构凝结，使水滴与表面的接触角下降，容易从C-B复合接触状态转化为wenzel状态，从而使粘附性增加。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种铝基材表面的疏冰改性方法，首先通过阳极氧化处理在铝基材表面形成多个微纳米级的孔洞，使铝基材表面具有类似于荷叶表面的结构，然后再进一步采用含端功能基的聚合物对其进行改性处理，通过研究不同改性剂对阳极氧化处理后铝基材防覆冰性能的影响，制备出了防覆冰功能较好的铝基材，同时为铝基材在防覆冰领域的应用提供了可靠的理论指导。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种铝基材表面的疏冰改性方法，包括如下步骤：
S1、取铝基材，对铝基材表面进行前处理；
S2、对经前处理的铝基材表面进行阳极氧化处理，以形成多个微纳米级的孔洞，使铝基材表面具有类似于荷叶表面的结构；
S3、将经阳极氧化处理后的铝基材与含有端羧基、端羟基、端氨基、端磺酸基的端功能基修饰剂溶液中的一种反应，然后经清洗、干燥后，即得到铝基疏冰表面。
作为上述技术方案的进一步限定，步骤S1中，对铝基材进行前处理的方法为：先用800～2000目的SiC砂纸进行打磨至表面光亮，以去掉铝基表面的氧化物薄膜，同时在铝基表面形成不规则的突起及沟壑，然后使用丙酮、乙醇和去离子水依次对铝基材进行超声震荡清洗。
铝在空气中易发生自然氧化，表面形成一层致密的氧化膜，本发明在进行实验之前，需要对铝基材进行预处理。从而减少铝在加工过程中产生的划痕、凸凹不平等缺陷；并清除铝基体表面附着的灰尘、油脂等污染物，防止其污染电解液，同时可以保证铝基体与电解液充分接触；同时改善铝基体表面的物理和化学特性，使其更好的进行反应。
此外，对铝基材进行打磨处理后还需进行超声震荡清洗，这是由于清洗后的最终状态决定了铝基材的表面特性，同时，直接或间接地影响了疏冰薄膜和基体之间的粘结力、薄膜的显微结构、致密度、形貌和力学特性。
作为上述技术方案的进一步限定，步骤S2中，所述阳极氧化处理所用电解液为硫酸溶液，硫酸浓度为10～20％，电流为3～5mA，阳极氧化处理时间为1～3h。
在阳极氧化的过程中，硫酸溶液对生成的阳极氧化膜会造成“有限度”的溶解，溶液浓度过高后会加速膜的溶解，不利于膜的生长平衡，采取较稀的硫酸溶液将会利于膜的生长。当硫酸浓度过低的时候，溶液的导电性下降，成膜的电压和能耗增大，氧化时间加长。发明人经过大量实验发现：当硫酸浓度为15％时，成膜的微观结构在进行了疏水改性修饰之后，接触角最大，疏冰性能最佳。
在阳极氧化的过程中，恒电流大小反映了阳极氧化电化学反应的速度，即电流越大，氧化膜的成膜速度越快，但是同时会造成氧化膜粗糙、疏松，生成的膜孔变大，成膜不均匀，因此在保证一定成膜速度的情况下，减少电流密度，可以使得生成的氧化膜较为均匀稳定。发明人经过大量实验发现：当恒电流为4mA时，接触角最大，疏冰性能最佳。
作为上述技术方案的进一步限定，步骤S3中，所用的端功能基聚合物为带有端羧基、端羟基、端氨基或端异氰酸酯基的脂肪酸、聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙二醇、十二烷基苯磺酸钠、六次甲基四胺。
作为上述技术方案的进一步限定，所述脂肪酸为CH3(CH2)nCOOH，n＝10～18。
作为上述技术方案的进一步限定，所用的端功能基聚合物溶液以乙醇、四氢呋喃、二甲苯、甲苯、水、乙酸乙酯、溶剂油为溶剂。
作为上述技术方案的进一步限定，所述的铝基材包括铝片或铝线。
作为上述技术方案的进一步限定，步骤S3中，所述干燥为自然晾干或60～80℃烘干。
本发明的另一目的在于提供由上述的铝基材表面的疏冰改性方法制备的铝制品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明首先通过阳极氧化处理在铝基材表面形成多个微纳米级的孔洞，使铝基材表面具有类似于荷叶表面的结构，然后再进一步采用含端功能基修饰剂对其进行改性处理，从而制得具有疏冰及自清洁性能的铝基材，不仅能够实现表面自洁，同时能够减弱冰在表面的附着力，达到防覆冰的效果。
(2)本发明的改性方法采用的试剂均为常见试剂，通过研究不同的含端功能基修饰剂对阳极氧化处理后的铝基材的疏冰性能的影响，从而为铝基材料在防覆冰领域的应用提供快速有效的导向及可靠的理论指导；且本发明镀膜方式简单，制备成本低廉，从而大大降低了生产成本，且能够根据实际需求制备出具有不同防覆冰性能的铝基表面，表面粘附力弱，水滴易从表面滚落，具有良好的防结冰性能，取得了意料不到的技术效果。
(3)本发明的疏冰改性方法能在不同基底上镀膜，且镀膜后成膜均匀性良好。
附图说明
图1中(a)为实施例1制得的铝基疏冰表面的接触角测量结果图；图1中(b)、(c)、(d)分别为实施例1制得的铝基疏冰表面放大倍数为(×5K)、(×50K)、(×100K)时的扫描电镜表征图。
图2中(a)、(b)分别为阳极氧化1h，放大倍数为(×5K)、(×100K)时铝片表面的扫描电镜表征图；图2中(c)、(d)分别为阳极氧化3h，放大倍数为(×5K)、(×100K)时铝片表面的扫描电镜表征图。
图3为实施例1～6中镀膜铝片与未镀膜铝片与水的接触角，其中，●为硬脂酸改性修改后镀膜铝片的水接触角，■为未进行硬脂酸改性修饰镀膜后铝片的水接触角。
图4中(a)为实施例7制得的铝基疏冰表面的接触角测量结果图；图4中(b)、(c)、(d)分别为实施例7制得的铝基疏冰表面放大倍数为(×3K)、(×5K)、(×10K)时的扫描电镜表征图。
图5中(a)为实施例8制得的铝基疏冰表面的接触角测量结果图；图5中(b)、(c)、(d)分别为实施例8制得的铝基疏冰表面放大倍数为(×0.5K)、(×5K)、(×10K)时的扫描电镜表征图。
图6中(a)为实施例9制得的铝基疏冰表面的接触角测量结果图；图6中(b)、(c)、(d)分别为实施例9制得的铝基疏冰表面放大倍数为(×2K)、(×10K)、(×20K)时的扫描电镜表征图。
图7中(a)为实施例10制得的铝基疏冰表面的接触角测量结果图；图7中(b)、(c)、(d)分别为实施例10制得的铝基疏冰表面放大倍数为(×2K)、(×3.5K)、(×5K)时的扫描电镜表征图。
图8中(a)为实施例11制得的铝基疏冰表面的接触角测量结果图；图8中(b)、(c)、(d)分别为实施例11制得的铝基疏冰表面放大倍数为(×5K)、(×20K)、(×50K)时的扫描电镜表征图。
图9中(a)为实施例12制得的铝基疏冰表面的接触角测量结果图；图9中(b)、(c)、(d)分别为实施例12制得的铝基疏冰表面放大倍数为(×2K)、(×3K)、(×10K)时的扫描电镜表征图。
图10中(a)为实施例13制得的铝基疏冰表面的接触角测量结果图；图4中(b)、(c)、(d)分别为实施例13制得的铝基疏冰表面放大倍数为(×1K)、(×5K)、(×20K)时的扫描电镜表征图。
图11为实施例1、实施例7～13制得的铝基疏冰表面的接触角测试结果图。
图12为不同的含端功能基修饰剂改性后对铝基材表面的防覆冰性能影响结果图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明；除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
以下具体实施方式中，采用FTA1000型接触角测试仪(First Ten Angstroms，美国)对表面修饰后的铝片进行按触角测试。
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种铝基材表面的疏冰改性方法，包括如下步骤：
S1、取15mm×35mm×1mm的铝片，依次经800#、1000#、2000#的砂纸打磨至表面光亮；然后将打磨好的铝片依次用丙酮、无水乙醇、去离子水在超声波清洗机中清洗10min、5min、5min，清洗完毕后烘干；
S2、对经前处理的铝基材表面进行阳极氧化处理，以形成多个微纳米级的孔洞，使铝基材表面具有类似于荷叶表面的结构；
所述阳极氧化处理为：以上述铝片作阳极，碳钢片作阴极，硫酸溶液为电解液，对铝片进行恒电流阳极氧化处理；硫酸浓度为15％，电流为4mA，阳极氧化处理时间为3h；
S3、将经阳极氧化处理后的铝基材使用硬脂酸(十八烷酸)进行改性：配制质量分数为2％的硬脂酸乙醇溶液，将步骤S2烘干后的铝片在硬脂酸溶液中浸泡30min，浸泡完毕后将其在无水乙醇中清洗2-3s，洗去表面多余硬脂酸，然后放入60℃的烘箱中烘干，即得到铝基疏冰表面。
图1中(a)为本实施例制得的铝基疏冰表面的接触角测量结果图；图1中(b)、(c)、(d)分别为本实施例制得的铝基疏冰表面放大倍数为(×5K)、(×50K)、(×100K)时的扫描电镜表征图。从图中可以看出，铝片表面被多个微纳米孔洞所覆盖，所述微纳米孔洞的孔径约为20nm-100nm，从而使铝基材表面具有类似于荷叶表面的结构；进一步经过硬脂酸修饰膜形成于铝基材具有上述微米-纳米复合孔洞的表面，且该硬脂酸修饰具有铝基材的表面仿形结构，即硬脂酸修饰修饰膜基本未填堵铝基材表面的微纳米孔洞，使铝制品具有与其铝基材基本相同的表面形貌。上述经阳极氧化处理在铝基材表面形成的微米-纳米复合孔洞有利于疏水，同时结合低表面能的硬脂酸修饰膜使铝基材具有超疏水的表面性能，即铝基材表面对水的静态接触角大于150°。
实施例2-6
实施例2-6提供一种铝基材表面的疏冰改性方法，与实施例1相比，不同之处在于，改变步骤S2中，阳极氧化处理时间，除上述区别外，其他操作均相同，在此不再赘述，具体条件参数如下表所示。
实施例 阳极氧化时间(h)
1 3
2 0.5
3 1
4 1.5
5 2
6 2.5
图2中(a)、(b)分别为阳极氧化1h，放大倍数为(×5K)、(×100K)时铝片表面的扫描电镜表征图；图2中(c)、(d)分别为阳极氧化3h，放大倍数为(×5K)、(×100K)时铝片表面的扫描电镜表征图。从图中可以看出，随着阳极氧化时间的延长，铝片表面产生许多沟壑，形成比较规则的粗糙结构，从放大的表面结构图可以看到，铝基表面分布着许多细小的比较规整的孔状结构，这在铝基的超疏水/疏冰性能方面起重要作用。
图3为实施例1～6中镀膜铝片与未镀膜铝片与水的接触角，其中，●为硬脂酸改性修改后镀膜铝片水的接触角，■为未进行硬脂酸改性修饰镀膜后铝片与水的接触角。从图中可以看出，阳极氧化时间达到3h时，未经硬脂酸修饰的铝片表面与水的接触角为17°，经硬脂酸修饰的铝片表面与水的接触角为154°。由此说明，经过硬脂酸改性处理后，铝片表面的疏水性能显著提高，从而能够延长冰在铝片表面的附着，达到防覆冰的效果。
实施例7
实施例7提供一种铝基材表面的疏冰改性方法，与实施例1相比，不同之处在于，步骤S3中采用肉豆蔻酸(十四酸)改性：取适量的十四酸置于烧杯中，在70℃下熔融，将步骤S2处理过的铝片放入熔融的十四酸中浸泡30min，浸泡完毕后取出铝片并先后于无水乙醇和去离子水中分别超声波震荡2min、5min，清洗后将铝片用80℃烘干，即得到铝基疏冰表面。
图4中(a)为本实施例制得的铝基疏冰表面的接触角测量结果图；图4中(b)、(c)、(d)分别为本实施例制得的铝基疏冰表面放大倍数为(×3K)、(×5K)、(×10K)时的扫描电镜表征图。从图中可以看出，铝片表面被多个微纳米孔洞所覆盖，，这在铝基的超疏水/疏冰性能方面起重要作用。
实施例8
实施例8提供一种铝基材表面的疏冰改性方法，与实施例1相比，不同之处在于，步骤S3中采用聚乙烯改性：配制质量分数为2％的聚乙烯二甲苯溶液，将聚乙烯置于二甲苯溶液中，用磁力搅拌机进行溶解，设置温度为110℃、搅拌子转速为400r/min，待聚乙烯完全溶解且溶液变澄清后，将步骤S2处理过的铝片在聚乙烯澄清液中浸渍10s，然后取出于60℃下烘干。
图5中(a)为本实施例制得的铝基疏冰表面的接触角测量结果图；图5中(b)、(c)、(d)分别为本实施例制得的铝基疏冰表面放大倍数为(×0.5K)、(×5K)、(×10K)时的扫描电镜表征图。从图中可以看出，铝基材表面形成微凹的花状结构，没有形成孔洞结构，且粗糙度不大。
实施例9
实施例9提供一种铝基材表面的疏冰改性方法，与实施例1相比，不同之处在于，步骤S3中采用聚苯乙烯改性：取0.5g的聚苯乙烯，10mL四氢呋喃，将聚苯乙烯慢慢加入四氢呋喃中，用磁力搅拌机进行溶解，然后向该溶液中滴加体积比为49％的无水乙醇来引发相分离，待聚苯乙烯完全溶解后，用胶头滴管吸取溶液均匀的涂覆在步骤S2处理后的铝片表面，并自然晾干10h。
图6中(a)为本实施例制得的铝基疏冰表面的接触角测量结果图；图6中(b)、(c)、(d)分别为本实施例制得的铝基疏冰表面放大倍数为(×2K)、(×10K)、(×20K)时的扫描电镜表征图。从图中可以看出，聚苯乙烯经过相分离处理后在铝基材表面形成50nm-10μm的颗粒状及片状结构。
实施例10
实施例10提供一种铝基材表面的疏冰改性方法，与实施例1相比，不同之处在于，步骤S3中采用聚乙烯醇改性：配制质量分数为2％的聚乙烯醇水溶液，将步骤S2处理过的铝片在该溶液中浸泡30min，浸泡后自然晾干。
图7中(a)为本实施例制得的铝基疏冰表面的接触角测量结果图；图7中(b)、(c)、(d)分别为本实施例制得的铝基疏冰表面放大倍数为(×2K)、(×3.5K)、(×5K)时的扫描电镜表征图。从图中可以看出，聚乙烯醇在铝表面形成一层带微小裂缝的膜，且其粗糙度很小。
实施例11
实施例11提供一种铝基材表面的疏冰改性方法，与实施例1相比，不同之处在于，步骤S3中采用十二烷基苯磺酸钠改性：配制质量分数为2％的十二烷基苯磺酸钠水溶液，将步骤S2处理过的铝片在该溶液中浸泡30min，浸泡后自然晾干。
图8中(a)为本实施例制得的铝基疏冰表面的接触角测量结果图；图8中(b)、(c)、(d)分别为本实施例制得的铝基疏冰表面放大倍数为(×5K)、(×20K)、(×50K)时的扫描电镜表征图。从图中可以看出，十二烷基苯磺酸钠修饰改性后在铝基材表面形成的花纹类似干裂的大地，裂纹宽度约为200nm，长度为1μm左右。
实施例12
实施例12提供一种铝基材表面的疏冰改性方法，与实施例1相比，不同之处在于，步骤S3中采用聚乙二醇改性：配制质量分数为2％的聚乙二醇水溶液，将步骤S2处理过的铝片在该溶液中浸泡30min，浸泡后自然晾干。
图9中(a)为本实施例制得的铝基疏冰表面的接触角测量结果图；图9中(b)、(c)、(d)分别为本实施例制得的铝基疏冰表面放大倍数为(×2K)、(×3K)、(×10K)时的扫描电镜表征图。从图中可以看出，聚乙二醇改性后在铝基材表面形成褶皱山峰状，峰与峰的间距为20μm左右。
实施例13
实施例13提供一种铝基材表面的疏冰改性方法，与实施例1相比，不同之处在于，步骤S3中采用六次甲基四胺改性：配制0.5mol/L的六次甲基四胺溶液，将步骤S2处理过的铝片置于其中在180℃下反应1.5h，反应完后在60℃进行烘干，烘干时间为1h。
图10中(a)为本实施例制得的铝基疏冰表面的接触角测量结果图；图4中(b)、(c)、(d)分别为本实施例制得的铝基疏冰表面放大倍数为(×1K)、(×5K)、(×20K)时的扫描电镜表征图。从图中可以看出，六次甲基四胺改性后在铝基材表面形成比较分散的花状结构，间距为2-5μm。
试验例1
对实施例1、实施例7～13制得的铝基疏冰表面的接触角进行测试，试验结果如下表及图11所示：
Figure BDA0002293039750000111
Figure BDA0002293039750000121
由上表结果可知，经过阳极氧化处理后，铝基材表面与水的接触角变小，由此说明经阳极氧化处理后铝基材表面的疏水性能降低，进一步对阳极氧化处理后的表面进行修饰改性，发现经含端羧基的修饰剂改性后能使铝基材表面与水的接触角变大，采用脂肪酸改性后，铝基材表面具超疏水特性；当修饰剂含端胺基、磺酸基时，经改性后铝基材表面与水的接触角变为0°，说明采用含端胺基、磺酸基的修饰剂改性后铝基材表面具有亲水特性；当修饰剂为聚合物时，接触角增大，且当聚合物分子中不含氮、氧原子时，经其改性后铝基材表面与水的接触角增大幅度更大。
图11为实施例1、实施例7～13制得的铝基疏冰表面的接触角测试结果图，从图中可以看出，当使用长链烷酸进行改性时，铝基材表面可具超疏水性；当使用不含极性原子的聚合物，如聚乙烯、聚苯乙烯时，铝基材表面可形成疏水表面；当使用含氧原子的修饰剂如聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠时，铝基材表面可具有亲水特性；当使用的修饰剂为含氮、羟基聚合物时，铝基材表面具有超亲水特性。因此，能够根据实际需求选择不同的修饰剂以制备出具有不同亲疏水特性的铝基表面。
试验例2
对实施例1、实施例7～13制得的铝基疏冰表面及阳极氧化处理后的铝片表面的防覆冰性能进行测试，试验结果如下表及图12所示：
Figure BDA0002293039750000122
Figure BDA0002293039750000131
由上表及图12结果可知，铝表面的冰附着力与表面接触角大小没有线性关系。经聚乙烯醇修饰的铝表面冰附着力最大；其次为经阳极氧化未修饰的铝表面、十二烷基苯磺酸钠及六次甲基四胺修饰的铝表面。经长链烷酸修饰的超疏水铝表面冰附着力最小；其次是经聚乙烯和聚苯乙烯修饰的铝表面。因此，在实际应用中能够根据目标需求选择不同的修饰剂以制备出具有不同防覆冰特性的铝基表面。
以上所述，仅为本发明的说明实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，做出的若干改进和补充也应视为本发明的保护范围；凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，利用以上所揭示的技术内容做出的些许更改、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所做的任何等同变化的更改、修饰与演变，均仍属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种铝基材表面的疏冰改性方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、取铝基材，对铝基材表面进行前处理；
S2、对经前处理的铝基材表面进行阳极氧化处理，以形成多个微纳米级的孔洞，使铝基材表面具有类似于荷叶表面的结构；
S3、将经阳极氧化处理后的铝基材与含有端羧基、端羟基、端氨基、端磺酸基的端功能基修饰剂溶液中的一种反应，然后经清洗、干燥后，即得到铝基疏冰表面。
2.根据权利要求1所述的一种铝基材表面的疏冰改性方法，其特征在于，步骤S1中，对铝基材进行前处理的方法为：先用800～2000目的SiC砂纸进行打磨至表面光亮，以去掉铝基表面的氧化物薄膜，同时在铝基表面形成不规则的突起及沟壑，然后使用丙酮、乙醇和去离子水依次对铝基材进行超声震荡清洗。
3.根据权利要求1所述的一种铝基材表面的疏冰改性方法，其特征在于，步骤S2中，所述阳极氧化处理所用电解液为硫酸溶液，硫酸浓度为10～20％，电流为3～5mA，阳极氧化处理时间为1～3h。
4.根据权利要求1所述的一种铝基材表面的疏冰改性方法，其特征在于，步骤S3中，所用的端功能基聚合物为带有端羧基、端羟基、端氨基或端磺酸基的脂肪酸、聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙二醇、十二烷基苯磺酸钠、六次甲基四胺。
5.根据权利要求4所述的一种铝基材表面的疏冰改性方法，其特征在于，所述脂肪酸为CH3(CH2)nCOOH，n＝10～18。
6.根据权利要求1所述的一种铝基材表面的疏冰改性方法，其特征在于，所用的端功能基修饰剂溶液以乙醇、四氢呋喃、二甲苯、甲苯、水、乙酸乙酯、溶剂油为溶剂。
7.根据权利要求1所述的一种铝基材表面的疏冰改性方法，其特征在于，所述的铝基材包括铝片或铝线。
8.根据权利要求1所述的一种铝基材表面的疏冰改性方法，其特征在于，步骤S3中，所述干燥为自然晾干或60～80℃烘干。
9.一种由上述权利要求1～8任一项所述的铝基材表面的疏冰改性方法制备的铝制品。
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