CN111941696A - 一种具有微纳米形态模具的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有微纳米形态模具的加工方法；涉及模具加工技术领域，包括以下步骤：（1）粉煤灰基疏水涂料制备；（2）采用丙酮清洗硅模板表面；（3）得到母版；（4）得到光刻母版；（5）向光刻母版表面喷涂硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物，然后固化，形成一层覆盖膜；（6）向光刻母版中加入高分子材料，高分子材料经过干燥固化后，制成模具，即得带有微纳米形态模具；本发明提供了一种具有微纳米形态模具的加工方法，与现有技术相比，本发明方法不仅使得加工微纳米形态的模具的周期缩短，提高了微纳米形态的模具的生产效率，而且提高了微纳米形态的模具的生产质量。
Description
技术领域
本发明属于模具加工技术领域，特别是一种具有微纳米形态模具的加工方法。
背景技术
模具（mú jù），工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。 简而言之，模具是用来制作成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。素有“工业之母”的称号。
在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。广泛用于冲裁、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中。模具具有特定的轮廓或内腔形状，应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离（冲裁）。应用内腔形状可使坯料获得相应的立体形状。模具一般包括动模和定模（或凸模和凹模）两个部分，二者可分可合。分开时取出制件，合拢时使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具，形状复杂，承受坯料的胀力，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求，模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。
目前硅母版在加工成带有微纳米形态的模具时，加工步骤特别繁琐，而且加工成的微纳米形态的模具质量差，不能够满足现代工业的需求。为此，本发明提出了一种具有微纳米形态模具的加工方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有微纳米形态模具的加工方法，以解决现有技术中的不足。
本发明采用的技术方案如下：
一种具有微纳米形态模具的加工方法，包括以下步骤：
（1）粉煤灰基疏水涂料制备：以超细粉煤灰、马来酸酐、硅烷偶联剂、乙醇为原料制成粉煤灰基疏水涂料；
（2）采用丙酮清洗硅模板表面，然后再将硅模板放入到浓硫酸与双氧水混合溶液中，加热至70-80℃，保温10min，然后取出，清水洗涤至中性，烘干至恒重；
（3）将上述处理后的硅模板得到硅母版的表面进行清理，清理之后再使用清水对硅母版进行冲洗，冲洗之后放入在烘干箱的内部进行烘干，表面进行喷涂粉煤灰基疏水涂料，然后再在真空环境下进行干燥，得到母版；
（4）根据模具的尺寸需求，通过光刻机对上述得到的母版表面进行光刻处理，得到光刻母版；
（5）向光刻母版表面喷涂硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物，然后固化，形成一层覆盖膜；
（6）向光刻母版中加入高分子材料，高分子材料经过干燥固化后，制成模具，即得带有微纳米形态模具。
作为进一步的技术方案：所述粉煤灰基疏水涂料制备的方法为：
将硅烷偶联剂溶解到乙醇中，然后搅拌均匀后，得到硅烷偶联剂溶液，再向硅烷偶联剂溶液中添加马来酸酐和超细粉煤灰，超声波处理10min，即得；
所述硅烷偶联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷；
所述乙醇为无水乙醇。
作为进一步的技术方案：所述超细粉煤灰、马来酸酐、乙烯基三乙氧基硅烷、乙醇重量份比为:20-30:4：15:45；
所述超细粉煤灰粒度为1200目。
作为进一步的技术方案：所述超声波频率为60kHz，功率为600W。
作为进一步的技术方案：所述浓硫酸与双氧水混合溶液中浓硫酸质量分数为1.2%；
所述双氧水质量分数为5%。
作为进一步的技术方案：所述真空环境下进行干燥中真空度为0.02MPa；
所述干燥温度为55℃。
作为进一步的技术方案：所述硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物中硅烷偶联剂与纳米二氧化硅质量比为15:1；
其中硅烷偶联剂采用氨丙基三乙氧基硅烷。
作为进一步的技术方案：所述高分子材料为环氧树脂。
作为进一步的技术方案：所述环氧树脂固化剂采用三乙烯四胺；
所述三乙烯四胺与环氧树脂混合质量比为1:20；
所述固化温度为100℃。
有益效果：
本发明提供了一种具有微纳米形态模具的加工方法，与现有技术相比，本发明方法不仅使得加工微纳米形态的模具的周期缩短，提高了微纳米形态的模具的生产效率，而且提高了微纳米形态的模具的生产质量；
本发明方法制备得到的模具表面具有优异的疏水性能，水接触角得到大幅度的提高，疏水效果显著，本发明通过以超细粉煤灰、马来酸酐、硅烷偶联剂、乙醇为原料制成粉煤灰基疏水涂料，尤其是采用超细粉煤灰的作用，不仅能够大幅度的提高涂膜的质量，同时，还大幅度的提高了其表面疏水性能，极大的提高了制备的微纳米模具的使用寿命和应用范围，本发明方法制备的模具具有良好的耐老化性能，本发明采用环氧树脂为高分子材料加工制成模具基体，环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，具有优异的耐热耐老化性能。
附图说明
图1为本发明微纳米模具表面扫描电镜图。
图2为本发明微纳米模具表面接触水角图。
图3为超细粉煤灰重量份对模具表面疏水性能的影响图。
具体实施方式
一种具有微纳米形态模具的加工方法，包括以下步骤：
（1）粉煤灰基疏水涂料制备：以超细粉煤灰、马来酸酐、硅烷偶联剂、乙醇为原料制成粉煤灰基疏水涂料；
（2）采用丙酮清洗硅模板表面，然后再将硅模板放入到浓硫酸与双氧水混合溶液中，加热至70-80℃，保温10min，然后取出，清水洗涤至中性，烘干至恒重；
（3）将上述处理后的硅模板得到硅母版的表面进行清理，清理之后再使用清水对硅母版进行冲洗，冲洗之后放入在烘干箱的内部进行烘干，表面进行喷涂粉煤灰基疏水涂料，然后再在真空环境下进行干燥，得到母版；
（4）根据模具的尺寸需求，通过光刻机对上述得到的母版表面进行光刻处理，得到光刻母版；
（5）向光刻母版表面喷涂硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物，然后固化，形成一层覆盖膜；
（6）向光刻母版中加入高分子材料，高分子材料经过干燥固化后，制成模具，即得带有微纳米形态模具。
作为进一步的技术方案：所述粉煤灰基疏水涂料制备的方法为：
将硅烷偶联剂溶解到乙醇中，然后搅拌均匀后，得到硅烷偶联剂溶液，再向硅烷偶联剂溶液中添加马来酸酐和超细粉煤灰，超声波处理10min，即得；
所述硅烷偶联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷；
所述乙醇为无水乙醇。
作为进一步的技术方案：所述超细粉煤灰、马来酸酐、乙烯基三乙氧基硅烷、乙醇重量份比为:20-30:4：15:45；
所述超细粉煤灰粒度为1200目。
作为进一步的技术方案：所述超声波频率为60kHz，功率为600W。
作为进一步的技术方案：所述浓硫酸与双氧水混合溶液中浓硫酸质量分数为1.2%；
所述双氧水质量分数为5%。
作为进一步的技术方案：所述真空环境下进行干燥中真空度为0.02MPa；
所述干燥温度为55℃。
作为进一步的技术方案：所述硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物中硅烷偶联剂与纳米二氧化硅质量比为15:1；
其中硅烷偶联剂采用氨丙基三乙氧基硅烷。
作为进一步的技术方案：所述高分子材料为环氧树脂。
作为进一步的技术方案：所述环氧树脂固化剂采用三乙烯四胺；
所述三乙烯四胺与环氧树脂混合质量比为1:20；
所述固化温度为100℃。
下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种具有微纳米形态模具的加工方法，包括以下步骤：
（1）粉煤灰基疏水涂料制备：以超细粉煤灰、马来酸酐、硅烷偶联剂、乙醇为原料制成粉煤灰基疏水涂料；
（2）采用丙酮清洗硅模板表面，然后再将硅模板放入到浓硫酸与双氧水混合溶液中，加热至70℃，保温10min，然后取出，清水洗涤至中性，烘干至恒重；
（3）将上述处理后的硅模板得到硅母版的表面进行清理，清理之后再使用清水对硅母版进行冲洗，冲洗之后放入在烘干箱的内部进行烘干，表面进行喷涂粉煤灰基疏水涂料，然后再在真空环境下进行干燥，得到母版；
（4）根据模具的尺寸需求，通过光刻机对上述得到的母版表面进行光刻处理，得到光刻母版；
（5）向光刻母版表面喷涂硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物，然后固化，形成一层覆盖膜；
（6）向光刻母版中加入高分子材料，高分子材料经过干燥固化后，制成模具，即得带有微纳米形态模具。
作为进一步的技术方案：所述粉煤灰基疏水涂料制备的方法为：
将硅烷偶联剂溶解到乙醇中，然后搅拌均匀后，得到硅烷偶联剂溶液，再向硅烷偶联剂溶液中添加马来酸酐和超细粉煤灰，超声波处理10min，即得；
所述硅烷偶联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷；
所述乙醇为无水乙醇。
作为进一步的技术方案：所述超细粉煤灰、马来酸酐、乙烯基三乙氧基硅烷、乙醇重量份比为:20:4：15:45；
所述超细粉煤灰粒度为1200目。
作为进一步的技术方案：所述超声波频率为60kHz，功率为600W。
作为进一步的技术方案：所述浓硫酸与双氧水混合溶液中浓硫酸质量分数为1.2%；
所述双氧水质量分数为5%。
作为进一步的技术方案：所述真空环境下进行干燥中真空度为0.02MPa；
所述干燥温度为55℃。
作为进一步的技术方案：所述硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物中硅烷偶联剂与纳米二氧化硅质量比为15:1；
其中硅烷偶联剂采用氨丙基三乙氧基硅烷。
作为进一步的技术方案：所述高分子材料为环氧树脂。
作为进一步的技术方案：所述环氧树脂固化剂采用三乙烯四胺；
所述三乙烯四胺与环氧树脂混合质量比为1:20；
所述固化温度为100℃。
实施例2
一种具有微纳米形态模具的加工方法，包括以下步骤：
（1）粉煤灰基疏水涂料制备：以超细粉煤灰、马来酸酐、硅烷偶联剂、乙醇为原料制成粉煤灰基疏水涂料；
（2）采用丙酮清洗硅模板表面，然后再将硅模板放入到浓硫酸与双氧水混合溶液中，加热至80℃，保温10min，然后取出，清水洗涤至中性，烘干至恒重；
（3）将上述处理后的硅模板得到硅母版的表面进行清理，清理之后再使用清水对硅母版进行冲洗，冲洗之后放入在烘干箱的内部进行烘干，表面进行喷涂粉煤灰基疏水涂料，然后再在真空环境下进行干燥，得到母版；
（4）根据模具的尺寸需求，通过光刻机对上述得到的母版表面进行光刻处理，得到光刻母版；
（5）向光刻母版表面喷涂硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物，然后固化，形成一层覆盖膜；
（6）向光刻母版中加入高分子材料，高分子材料经过干燥固化后，制成模具，即得带有微纳米形态模具。
作为进一步的技术方案：所述粉煤灰基疏水涂料制备的方法为：
将硅烷偶联剂溶解到乙醇中，然后搅拌均匀后，得到硅烷偶联剂溶液，再向硅烷偶联剂溶液中添加马来酸酐和超细粉煤灰，超声波处理10min，即得；
所述硅烷偶联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷；
所述乙醇为无水乙醇。
作为进一步的技术方案：所述超细粉煤灰、马来酸酐、乙烯基三乙氧基硅烷、乙醇重量份比为:30:4：15:45；
所述超细粉煤灰粒度为1200目。
作为进一步的技术方案：所述超声波频率为60kHz，功率为600W。
作为进一步的技术方案：所述浓硫酸与双氧水混合溶液中浓硫酸质量分数为1.2%；
所述双氧水质量分数为5%。
作为进一步的技术方案：所述真空环境下进行干燥中真空度为0.02MPa；
所述干燥温度为55℃。
作为进一步的技术方案：所述硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物中硅烷偶联剂与纳米二氧化硅质量比为15:1；
其中硅烷偶联剂采用氨丙基三乙氧基硅烷。
作为进一步的技术方案：所述高分子材料为环氧树脂。
作为进一步的技术方案：所述环氧树脂固化剂采用三乙烯四胺；
所述三乙烯四胺与环氧树脂混合质量比为1:20；
所述固化温度为100℃。
实施例3
一种具有微纳米形态模具的加工方法，包括以下步骤：
（1）粉煤灰基疏水涂料制备：以超细粉煤灰、马来酸酐、硅烷偶联剂、乙醇为原料制成粉煤灰基疏水涂料；
（2）采用丙酮清洗硅模板表面，然后再将硅模板放入到浓硫酸与双氧水混合溶液中，加热至75℃，保温10min，然后取出，清水洗涤至中性，烘干至恒重；
（3）将上述处理后的硅模板得到硅母版的表面进行清理，清理之后再使用清水对硅母版进行冲洗，冲洗之后放入在烘干箱的内部进行烘干，表面进行喷涂粉煤灰基疏水涂料，然后再在真空环境下进行干燥，得到母版；
（4）根据模具的尺寸需求，通过光刻机对上述得到的母版表面进行光刻处理，得到光刻母版；
（5）向光刻母版表面喷涂硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物，然后固化，形成一层覆盖膜；
（6）向光刻母版中加入高分子材料，高分子材料经过干燥固化后，制成模具，即得带有微纳米形态模具。
作为进一步的技术方案：所述粉煤灰基疏水涂料制备的方法为：
将硅烷偶联剂溶解到乙醇中，然后搅拌均匀后，得到硅烷偶联剂溶液，再向硅烷偶联剂溶液中添加马来酸酐和超细粉煤灰，超声波处理10min，即得；
所述硅烷偶联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷；
所述乙醇为无水乙醇。
作为进一步的技术方案：所述超细粉煤灰、马来酸酐、乙烯基三乙氧基硅烷、乙醇重量份比为:22:4：15:45；
所述超细粉煤灰粒度为1200目。
作为进一步的技术方案：所述超声波频率为60kHz，功率为600W。
作为进一步的技术方案：所述浓硫酸与双氧水混合溶液中浓硫酸质量分数为1.2%；
所述双氧水质量分数为5%。
作为进一步的技术方案：所述真空环境下进行干燥中真空度为0.02MPa；
所述干燥温度为55℃。
作为进一步的技术方案：所述硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物中硅烷偶联剂与纳米二氧化硅质量比为15:1；
其中硅烷偶联剂采用氨丙基三乙氧基硅烷。
作为进一步的技术方案：所述高分子材料为环氧树脂。
作为进一步的技术方案：所述环氧树脂固化剂采用三乙烯四胺；
所述三乙烯四胺与环氧树脂混合质量比为1:20；
所述固化温度为100℃。
实施例4
一种具有微纳米形态模具的加工方法，包括以下步骤：
（1）粉煤灰基疏水涂料制备：以超细粉煤灰、马来酸酐、硅烷偶联剂、乙醇为原料制成粉煤灰基疏水涂料；
（2）采用丙酮清洗硅模板表面，然后再将硅模板放入到浓硫酸与双氧水混合溶液中，加热至76℃，保温10min，然后取出，清水洗涤至中性，烘干至恒重；
（3）将上述处理后的硅模板得到硅母版的表面进行清理，清理之后再使用清水对硅母版进行冲洗，冲洗之后放入在烘干箱的内部进行烘干，表面进行喷涂粉煤灰基疏水涂料，然后再在真空环境下进行干燥，得到母版；
（4）根据模具的尺寸需求，通过光刻机对上述得到的母版表面进行光刻处理，得到光刻母版；
（5）向光刻母版表面喷涂硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物，然后固化，形成一层覆盖膜；
（6）向光刻母版中加入高分子材料，高分子材料经过干燥固化后，制成模具，即得带有微纳米形态模具。
作为进一步的技术方案：所述粉煤灰基疏水涂料制备的方法为：
将硅烷偶联剂溶解到乙醇中，然后搅拌均匀后，得到硅烷偶联剂溶液，再向硅烷偶联剂溶液中添加马来酸酐和超细粉煤灰，超声波处理10min，即得；
所述硅烷偶联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷；
所述乙醇为无水乙醇。
作为进一步的技术方案：所述超细粉煤灰、马来酸酐、乙烯基三乙氧基硅烷、乙醇重量份比为:25:4：15:45；
所述超细粉煤灰粒度为1200目。
作为进一步的技术方案：所述超声波频率为60kHz，功率为600W。
作为进一步的技术方案：所述浓硫酸与双氧水混合溶液中浓硫酸质量分数为1.2%；
所述双氧水质量分数为5%。
作为进一步的技术方案：所述真空环境下进行干燥中真空度为0.02MPa；
所述干燥温度为55℃。
作为进一步的技术方案：所述硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物中硅烷偶联剂与纳米二氧化硅质量比为15:1；
其中硅烷偶联剂采用氨丙基三乙氧基硅烷。
作为进一步的技术方案：所述高分子材料为环氧树脂。
作为进一步的技术方案：所述环氧树脂固化剂采用三乙烯四胺；
所述三乙烯四胺与环氧树脂混合质量比为1:20；
所述固化温度为100℃。
实施例5
一种具有微纳米形态模具的加工方法，包括以下步骤：
（1）粉煤灰基疏水涂料制备：以超细粉煤灰、马来酸酐、硅烷偶联剂、乙醇为原料制成粉煤灰基疏水涂料；
（2）采用丙酮清洗硅模板表面，然后再将硅模板放入到浓硫酸与双氧水混合溶液中，加热至78℃，保温10min，然后取出，清水洗涤至中性，烘干至恒重；
（3）将上述处理后的硅模板得到硅母版的表面进行清理，清理之后再使用清水对硅母版进行冲洗，冲洗之后放入在烘干箱的内部进行烘干，表面进行喷涂粉煤灰基疏水涂料，然后再在真空环境下进行干燥，得到母版；
（4）根据模具的尺寸需求，通过光刻机对上述得到的母版表面进行光刻处理，得到光刻母版；
（5）向光刻母版表面喷涂硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物，然后固化，形成一层覆盖膜；
（6）向光刻母版中加入高分子材料，高分子材料经过干燥固化后，制成模具，即得带有微纳米形态模具。
作为进一步的技术方案：所述粉煤灰基疏水涂料制备的方法为：
将硅烷偶联剂溶解到乙醇中，然后搅拌均匀后，得到硅烷偶联剂溶液，再向硅烷偶联剂溶液中添加马来酸酐和超细粉煤灰，超声波处理10min，即得；
所述硅烷偶联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷；
所述乙醇为无水乙醇。
作为进一步的技术方案：所述超细粉煤灰、马来酸酐、乙烯基三乙氧基硅烷、乙醇重量份比为:28:4：15:45；
所述超细粉煤灰粒度为1200目。
作为进一步的技术方案：所述超声波频率为60kHz，功率为600W。
作为进一步的技术方案：所述浓硫酸与双氧水混合溶液中浓硫酸质量分数为1.2%；
所述双氧水质量分数为5%。
作为进一步的技术方案：所述真空环境下进行干燥中真空度为0.02MPa；
所述干燥温度为55℃。
作为进一步的技术方案：所述硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物中硅烷偶联剂与纳米二氧化硅质量比为15:1；
其中硅烷偶联剂采用氨丙基三乙氧基硅烷。
作为进一步的技术方案：所述高分子材料为环氧树脂。
作为进一步的技术方案：所述环氧树脂固化剂采用三乙烯四胺；
所述三乙烯四胺与环氧树脂混合质量比为1:20；
所述固化温度为100℃。
实施例6
一种具有微纳米形态模具的加工方法，包括以下步骤：
（1）粉煤灰基疏水涂料制备：以超细粉煤灰、马来酸酐、硅烷偶联剂、乙醇为原料制成粉煤灰基疏水涂料；
（2）采用丙酮清洗硅模板表面，然后再将硅模板放入到浓硫酸与双氧水混合溶液中，加热至79℃，保温10min，然后取出，清水洗涤至中性，烘干至恒重；
（3）将上述处理后的硅模板得到硅母版的表面进行清理，清理之后再使用清水对硅母版进行冲洗，冲洗之后放入在烘干箱的内部进行烘干，表面进行喷涂粉煤灰基疏水涂料，然后再在真空环境下进行干燥，得到母版；
（4）根据模具的尺寸需求，通过光刻机对上述得到的母版表面进行光刻处理，得到光刻母版；
（5）向光刻母版表面喷涂硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物，然后固化，形成一层覆盖膜；
（6）向光刻母版中加入高分子材料，高分子材料经过干燥固化后，制成模具，即得带有微纳米形态模具。
作为进一步的技术方案：所述粉煤灰基疏水涂料制备的方法为：
将硅烷偶联剂溶解到乙醇中，然后搅拌均匀后，得到硅烷偶联剂溶液，再向硅烷偶联剂溶液中添加马来酸酐和超细粉煤灰，超声波处理10min，即得；
所述硅烷偶联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷；
所述乙醇为无水乙醇。
作为进一步的技术方案：所述超细粉煤灰、马来酸酐、乙烯基三乙氧基硅烷、乙醇重量份比为:28:4：15:45；
所述超细粉煤灰粒度为1200目。
作为进一步的技术方案：所述超声波频率为60kHz，功率为600W。
作为进一步的技术方案：所述浓硫酸与双氧水混合溶液中浓硫酸质量分数为1.2%；
所述双氧水质量分数为5%。
作为进一步的技术方案：所述真空环境下进行干燥中真空度为0.02MPa；
所述干燥温度为55℃。
作为进一步的技术方案：所述硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物中硅烷偶联剂与纳米二氧化硅质量比为15:1；
其中硅烷偶联剂采用氨丙基三乙氧基硅烷。
作为进一步的技术方案：所述高分子材料为环氧树脂。
作为进一步的技术方案：所述环氧树脂固化剂采用三乙烯四胺；
所述三乙烯四胺与环氧树脂混合质量比为1:20；
所述固化温度为100℃。
对比例1：一种具有微纳米形态模具的加工方法，包括以下步骤：
（1）疏水涂料制备：以硅烷偶联剂、乙醇为原料制成疏水涂料；
（2）采用丙酮清洗硅模板表面，然后再将硅模板放入到浓硫酸与双氧水混合溶液中，加热至79℃，保温10min，然后取出，清水洗涤至中性，烘干至恒重；
（3）将上述处理后的硅模板得到硅母版的表面进行清理，清理之后再使用清水对硅母版进行冲洗，冲洗之后放入在烘干箱的内部进行烘干，表面进行喷涂疏水涂料，然后再在真空环境下进行干燥，得到母版；
（4）根据模具的尺寸需求，通过光刻机对上述得到的母版表面进行光刻处理，得到光刻母版；
（5）向光刻母版表面喷涂硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物，然后固化，形成一层覆盖膜；
（6）向光刻母版中加入高分子材料，高分子材料经过干燥固化后，制成模具，即得带有微纳米形态模具。
作为进一步的技术方案：所述粉煤灰基疏水涂料制备的方法为：
将硅烷偶联剂溶解到乙醇中，然后搅拌均匀后，得到硅烷偶联剂溶液，再向硅烷偶联剂溶液中添加马来酸酐和超细粉煤灰，超声波处理10min，即得；
所述硅烷偶联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷；
所述乙醇为无水乙醇。
作为进一步的技术方案：所述超细粉煤灰、马来酸酐、乙烯基三乙氧基硅烷、乙醇重量份比为:28:4：15:45；
所述超细粉煤灰粒度为1200目。
作为进一步的技术方案：所述超声波频率为60kHz，功率为600W。
作为进一步的技术方案：所述浓硫酸与双氧水混合溶液中浓硫酸质量分数为1.2%；
所述双氧水质量分数为5%。
作为进一步的技术方案：所述真空环境下进行干燥中真空度为0.02MPa；
所述干燥温度为55℃。
作为进一步的技术方案：所述硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物中硅烷偶联剂与纳米二氧化硅质量比为15:1；
其中硅烷偶联剂采用氨丙基三乙氧基硅烷。
作为进一步的技术方案：所述高分子材料为环氧树脂。
作为进一步的技术方案：所述环氧树脂固化剂采用三乙烯四胺；
所述三乙烯四胺与环氧树脂混合质量比为1:20；
所述固化温度为100℃。
试验
采用水接触角测试仪对实施例与对比例模具表面进行检测，对比：
表1
| 水接触角° | |
| 实施例1 | 125 |
| 实施例2 | 128 |
| 实施例3 | 135 |
| 实施例4 | 127 |
| 实施例5 | 125 |
| 实施例6 | 122 |
| 对比例1 | 112 |
由表1可以看出，本发明方法制备得到的模具表面具有优异的疏水性能，水接触角得到大幅度的提高，疏水效果显著。
耐老化试验
对实施例试验以紫外光灯照射20d，观察其表面变化：
表2
| 外观 | |
| 实施例1 | 无变化 |
| 实施例2 | 无变化 |
| 实施例3 | 无变化 |
| 实施例4 | 无变化 |
| 实施例5 | 无变化 |
| 实施例6 | 无变化 |
由表2可以看出，本发明方法制备的模具具有良好的耐老化性能。
耐腐蚀试验；
采用稀盐酸溶液(0.1%)对模具进行浸泡处理2小时，然后进行浸泡前后称重，对比前后重量损失率：
表3
| 重量损失率% | |
| 实施例1 | 0.37 |
| 实施例2 | 0.28 |
| 实施例3 | 0.33 |
| 实施例4 | 0.31 |
| 实施例5 | 0.38 |
| 实施例6 | 0.32 |
| 对比例1 | 2.17 |
由表3可以看出，本发明方法加工得到的微纳米模具具有优异的耐腐蚀性能，极大提高了其使用寿命和应用范围。
如图1所示，其为本发明微纳米模具表面扫描电镜图。
如图2所示，其为本发明微纳米模具表面接触水角图，可以看出，本发明制备的微纳米模具表面具有优异的疏水性能。
如图3所示，超细粉煤灰重量份对模具表面疏水性能的影响图。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种具有微纳米形态模具的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）粉煤灰基疏水涂料制备：以超细粉煤灰、马来酸酐、硅烷偶联剂、乙醇为原料制成粉煤灰基疏水涂料；
（2）采用丙酮清洗硅模板表面，然后再将硅模板放入到浓硫酸与双氧水混合溶液中，加热至70-80℃，保温10min，然后取出，清水洗涤至中性，烘干至恒重；
（3）将上述处理后的硅模板得到硅母版的表面进行清理，清理之后再使用清水对硅母版进行冲洗，冲洗之后放入在烘干箱的内部进行烘干，表面进行喷涂粉煤灰基疏水涂料，然后再在真空环境下进行干燥，得到母版；
（4）根据模具的尺寸需求，通过光刻机对上述得到的母版表面进行光刻处理，得到光刻母版；
（5）向光刻母版表面喷涂硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物，然后固化，形成一层覆盖膜；
（6）向光刻母版中加入高分子材料，高分子材料经过干燥固化后，制成模具，即得带有微纳米形态模具。
2.根据权利要求1所述的一种具有微纳米形态模具的加工方法，其特征在于：所述粉煤灰基疏水涂料制备的方法为：
将硅烷偶联剂溶解到乙醇中，然后搅拌均匀后，得到硅烷偶联剂溶液，再向硅烷偶联剂溶液中添加马来酸酐和超细粉煤灰，超声波处理10min，即得；
所述硅烷偶联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷；
所述乙醇为无水乙醇。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有微纳米形态模具的加工方法，其特征在于：所述超细粉煤灰、马来酸酐、乙烯基三乙氧基硅烷、乙醇重量份比为:20-30:4：15:45；
所述超细粉煤灰粒度为1200目。
4.根据权利要求2所述的一种具有微纳米形态模具的加工方法，其特征在于：所述超声波频率为60kHz，功率为600W。
5.根据权利要求1述的一种具有微纳米形态模具的加工方法 ，其特征在于：所述浓硫酸与双氧水混合溶液中浓硫酸质量分数为1.2%；
所述双氧水质量分数为5%。
6.根据权利要求1或5所述的一种具有微纳米形态模具的加工方法，其特征在于：所述真空环境下进行干燥中真空度为0.02MPa；
所述干燥温度为55℃。
7.根据权利要求1所述的一种具有微纳米形态模具的加工方法 ，其特征在于：所述硅烷偶联剂与纳米二氧化硅混合物中硅烷偶联剂与纳米二氧化硅质量比为15:1；
其中硅烷偶联剂采用氨丙基三乙氧基硅烷。
8.根据权利要求1所述的一种具有微纳米形态模具的加工方法 ，其特征在于：所述高分子材料为环氧树脂。
9.根据权利要求8所述的一种具有微纳米形态模具的加工方法 ，其特征在于：所述环氧树脂固化剂采用三乙烯四胺；
所述三乙烯四胺与环氧树脂混合质量比为1:20；
所述固化温度为100℃。
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