本发明涉及金属表面改性技术，具体涉及一种高疏水低粘附铝表面的制备方法。
背景技术：
随着仿生学的不断发展，自然界中的各种现象逐渐被人们所熟知。这一过程中，人们发现了有些动植物表面具有自清洁现象，其中最为典型的就是“荷叶效应”：雨水落在荷叶表面上时会发生聚集并自由滚动，同时将附着在表面上的灰尘等污染物带走，从而达到了表面自清洁的作用，有此类现象的还有水稻叶的表面等。因而有着很多的研究者开始致力于此等现象的研究，研究其表面的结构。
铝在金属中极为常见，也是利用率较高的金属，亦是工业生产中最广泛应用的金属材料。铝及其合金有着一系列优越性能，比如其强度比较高，延展性好，有着良好的导电性、耐氧化性等优点。在航天航空、机械制造及化学工业等领域有广泛的应用。但是普通铝表面的性能确是不能很好的满足社会日益发展的需要，所以研究者们开始将目光放在金属上，在金属表面制备出类似于具有“荷叶效应”的表面。
一般情况下，制备此表面需要具备粗糙结构和低表面能两个要素。所以一般的制备方法也都从这两个方面分析。目前制备此表面有很多方法，但是这些方法或材料基体受限、或工艺复杂、或耗资大等。
本发明提供一种低成本，简单易行，操作方便的化学刻蚀法来制备铝表面。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术中存在的材料基体受限、工艺复杂或耗资大等缺点，提供一种高疏水低粘附铝表面的制备方法，本发明的制备方法具有方法简单，易操作处理，成本较低等优点。
本法是通过以下技术方案实现上述目的的，一种高疏水低粘附铝表面的制备方法，包括以下步骤：
1)对铝基表面进行预处理：铝基经砂纸打磨，而后进行超声条件下清洗，然后置于干燥箱中干燥；
2)制备表面微纳结构：将经过预处理的铝基放入0.8mol/L盐酸溶液中，在常温下刻蚀17-20小时，得到微米结构的表面，随后在超声波条件下进行清洗，然后干燥；接着置于0.8mol/L氯化铜溶液中刻蚀铝基表面3分钟，得出在铝基表面的微米结构基础上形成出纳米结构，即微纳复合结构，然后在超声波条件下进行清洗，然后再次进行干燥；本发明中盐酸刻蚀时间为17-20小时，低于设定时间制备出的铝表面水滴接触角偏小；高于设定刻蚀时间则铝表面接触角没有明显变化。
3)降低表面能：将步骤2)处理后的铝基放入浓度为0.5mol/L硬脂酸无水乙醇溶液中，在53℃条件下修饰铝基1小时，随后在干燥箱中于95℃下干燥固化30分钟，得高疏水低粘附铝表面。本发明采取0.5mol/L硬脂酸无水乙醇溶液对铝表面进行低表面能处理，在前期研发过程中采取0.1-0.2mol/L的硬脂酸无水乙醇溶液进行处理，处理后的铝表面水滴接触角平均仅为146°左右，而本发明采取0.5mol/L硬脂酸无水乙醇溶液平均接触角能达到或者大于148°。
步骤2)中所述处理工序盐酸和氯化铜两步刻蚀，在铝基表面制备出微纳复合结构表面，使铝基表面更易疏水；
步骤3)中所述处理工序是用硬脂酸处理表面，降低铝基的表面能，提高铝基表面的疏水性能；
与现有技术相比，采用本发明在铝基表面制备疏水微纳结构，具有以下优点：
1.铝基刻蚀的试剂为常见试剂，配置容易，方法简单易行；
2.制备铝基表面所用设备：超声波清洗器、电子天平、干燥箱与水浴加热器，这些设备较为廉价，并且购买方便，操作简单，可以工业化生产；
3.制备出的铝基表面平均接触角为148°，最高可达到150°并且表面粘附性很弱，水滴易从表面滚落；
4.本发明制备疏水微纳结构表面，有利于提高铝基表面的疏水性能。
附图说明
图1为实例1中疏水铝基表面的水滴形态。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。
实施例1
将尺寸大小为20*20*2mm的铝基经砂纸打磨，超声清洗，并且用干燥箱干燥，去除表面的氧化层；
制备表面微纳结构：将经过预处理的铝基放入0.8mol/L盐酸溶液中，在常温下将铝基置于溶液中刻蚀17个小时，随后超声清洗并且用干燥箱干燥；然后置于0.8mol/L氯化铜溶液中刻蚀3分钟，接着用超声清洗并且干燥箱干燥。
将低表面能：将刻蚀过后的铝基放入配置好的0.5mol/L的硬脂酸无水乙醇溶液中，在水浴53℃条件下修饰铝基1个小时，随后在干燥箱中于95℃下干燥固化30分钟，通过接触角测量仪对处理后的铝基进行滴水实验，测量静态水滴在铝基表面的接触角度，结果为铝基表面水滴接触角最高可达150°。
实施例2
将尺寸大小为20*20*2mm的铝基经砂纸打磨，超声清洗，并且用干燥箱干燥，去除表面的氧化层；
制备表面微纳结构：将经过预处理的铝基放入0.8mol/L盐酸溶液中，在常温下将铝基置于溶液中刻蚀18个小时，随后超声清洗并且用干燥箱干燥；然后置于0.8mol/L氯化铜溶液中刻蚀3分钟，接着用超声清洗并且干燥箱干燥。
将低表面能：将刻蚀过后的铝基放入配置好的0.5mol/L的硬脂酸无水乙醇溶液中，在水浴53℃条件下修饰铝基1个小时，随后在干燥箱中于95℃下干燥固化30分钟，通过接触角测量仪对处理后的铝基进行滴水实验，测量静态水滴在铝基表面的接触角度，结果为铝基表面水滴平均接触角为148°，显示疏水性。
实施例3
将尺寸大小为20*20*2mm的铝基经砂纸打磨，超声清洗，并且用干燥箱干燥，去除表面的氧化层；
制备表面微纳结构：将经过预处理的铝基放入0.8mol/L盐酸溶液中，在常温下将铝基置于溶液中刻蚀20个小时，随后超声清洗并且用干燥箱干燥；然后置于0.8mol/L氯化铜溶液中刻蚀3分钟，接着用超声清洗并且干燥箱干燥。
将低表面能：将刻蚀过后的铝基放入配置好的0.5mol/L的硬脂酸无水乙醇溶液中，在水浴53℃条件下修饰铝基1个小时，随后在干燥箱中于95℃下干燥固化30分钟，通过接触角测量仪对处理后的铝基进行滴水实验，测量静态水滴在铝基表面的接触角度，结果为铝基表面水滴接触角为148°，显示疏水性。
尽管已经详细描述了本发明的实施方式，但是应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的实施方式做出各种改变、替换和变更。