專利名稱：：一種仿生鯊魚皮金屬模具的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種生物仿生領(lǐng)域金屬模具的制備方法，具體是指制備具有鯊魚皮盾甲鱗溝槽結(jié)構(gòu)的金屬模具的制備方法。
背景技術(shù)：
：研究表明鯊魚表皮具有盾甲鱗溝槽結(jié)構(gòu)(如圖l所示)，這種溝槽結(jié)構(gòu)能夠改變表皮附近的水流狀況，抑制渦流產(chǎn)生，減小表皮與水的摩擦阻力，同時(shí)這種微結(jié)構(gòu)可以抑制海洋微生物在其表皮上的附著，將這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用于飲用水行業(yè)、船舶行業(yè)等領(lǐng)域，可以抑制藻類、貝類的附著，減小阻力，達(dá)到節(jié)能、仿污的作用。國內(nèi)外研究人員對(duì)鯊魚進(jìn)行了大量的仿生研究，采用固態(tài)硅橡膠可以將盾甲鱗溝槽結(jié)構(gòu)完整清晰的復(fù)制下來，并可制備仿生聚氨酯薄膜，但這種材料難以得到大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，因此我們開發(fā)了這種具有微結(jié)構(gòu)的仿生聚氨酯薄膜上的電鑄工藝，制備具有鯊魚皮盾甲鱗溝槽結(jié)構(gòu)的金屬模具，使用該模具可以大批量壓印出鯊魚皮仿生高分子薄膜。
發(fā)明內(nèi)容為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種仿生鯊魚皮金屬模具的制備方法。該方法在于將具有鯊魚皮微結(jié)構(gòu)的仿生聚氨酯薄膜進(jìn)行導(dǎo)電化處理，并以仿生聚氨酯薄膜作為電鑄原型，復(fù)制出具有鯊魚皮微結(jié)構(gòu)的鎳金屬模具。為此，本發(fā)明解決所述問題的技術(shù)方案由以下工序步驟實(shí)現(xiàn)1.超聲波清洗仿生聚氨酯薄膜浸泡于丙酮中，超聲波清洗5分鐘，清洗2次。2.除油脂仿生聚氨酯薄膜用50g/L的十二垸基硫酸鈉溶液5060°C，浸泡30min以上。3.粗化仿生聚氨酯薄膜用濃硫酸和重鉻酸鉀的混合溶液，對(duì)應(yīng)濃度分別為5ml/L和10g/L，506(TC浸泡2min后取出蒸餾水清洗干凈。4.敏化仿生聚氨酯薄膜用37°/。濃鹽酸和氯化亞錫混合溶液，濃度分別40ml/L和10g/L，室溫下浸泡25min，之后取出，用緩慢蒸餾水洗干凈。5.活化將4g/L的硝酸銀溶液用氨水滴定至棕褐色剛好褪去成無色透明溶液，將仿生聚氨酯薄膜置于該溶液中，室溫下浸泡510min，取出蒸餾水清洗干凈，并快速吹干仿生聚氨酯薄膜。6.化學(xué)鍍銅將仿生聚氨酯薄膜浸泡在7.5g/L硫酸銅、15g/LEDTA二鈉、5g/L氫氧化鈉和67ml/L的37。/。甲醛混合溶液中，40~60°C反應(yīng)鍍銅2030min。7.電鑄將化學(xué)鍍銅后的仿生聚氨酯薄膜，置于電鑄槽中，制備金屬模具。具體電鑄溶液配方及工藝參數(shù)如表1，8.脫模將電鑄金屬模具與仿生聚氨酯薄膜剝離。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明產(chǎn)生的積極效果是由以上步驟獲得的仿生鯊魚皮金屬模具可以將盾甲鱗溝槽結(jié)構(gòu)完整清晰的復(fù)制下來，并可制備仿生聚氨酯薄膜，使其得以在大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行應(yīng)用。圖l:在顯微鏡下放大鯊魚皮結(jié)構(gòu)；圖2:在顯微鏡下放大的仿生鯊魚皮金屬模具結(jié)構(gòu)；圖3是制備仿生鯊魚皮金屬模具的工藝流程圖。具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D3并比較圖1、圖2，本發(fā)明涉及一種仿生鯊魚皮金屬模具的制備方法，該方法的實(shí)施步驟依次是1.超聲波清洗仿生聚氨酯薄膜浸泡于丙酮中，超聲波清洗5分鐘，清洗2次。2.除油脂仿生聚氨酯薄膜用50g/L的十二烷基硫酸鈉溶液506(TC，浸泡30min以上。3.粗化仿生聚氨酯薄膜用濃硫酸和重鉻酸鉀的混合溶液，對(duì)應(yīng)濃度分別為5ml/L和10g/L，5060"C浸泡2min后取出蒸餾水清洗干凈。4.敏化仿生聚氨酯薄膜用37%濃鹽酸和氯化亞錫混合溶液，濃度分別40ml/L和10g/L，室溫下浸泡25min，之后取出，用緩慢蒸餾水洗干凈。5.活化將4g/L的硝酸銀溶液用氨水滴定至棕褐色剛好褪去成無色透明溶液，將仿生聚氨酯薄膜置于該溶液中，室溫下浸泡510min，取出蒸餾水清洗干凈，并快速吹干仿生聚氨酯薄膜。6.化學(xué)鍍銅將仿生聚氨酯薄膜浸泡在7.5g/L硫酸銅、15g/LEDTA二鈉、5g/L氫氧化鈉和67ml/L的37%甲醛混合溶液中，40~60°C反應(yīng)鍍銅2030min。7.電鑄將化學(xué)鍍銅后的仿生聚氨酯薄膜，置于電鑄槽中，制備金屬模具。具體電鑄溶液配方及工藝參數(shù)如表1，8.脫模將電鑄金屬模具與仿生聚氨酯薄膜剝離。結(jié)合以上步驟，本方法中還包含了具體的電鑄溶液配方及工藝參數(shù)表。具體內(nèi)容見表l:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種仿生鯊魚皮金屬模具的制備方法，包括對(duì)仿生聚氨酯薄膜的超聲波清洗、除油脂、粗化、敏化、活化、化學(xué)鍍銅、電鑄、脫模步驟，其特征在于，所述方法的具體步驟是(1)超聲波清洗步驟，將仿生聚氨酯薄膜浸泡于丙酮中，用超聲波清洗5分鐘，清洗2次；(2)除油脂步驟，將仿生聚氨酯薄膜用50g/L的十二烷基硫酸鈉溶液50～60℃，浸泡30min以上；(3)粗化步驟，將仿生聚氨酯薄膜用濃硫酸和重鉻酸鉀的混合溶液，對(duì)應(yīng)濃度分別為5ml/L和10g/L，溫度為50～60℃浸泡2min后取出后再用蒸餾水清洗干凈；(4)敏化步驟，將仿生聚氨酯薄膜用37％濃鹽酸和氯化亞錫混合溶液，濃度分別40ml/L和10g/L，室溫下浸泡2～5min，之后取出，用緩慢蒸餾水洗干凈；(5)活化步驟，將4g/L的硝酸銀溶液用氨水滴定至棕褐色剛好褪去成無色透明溶液，將仿生聚氨酯薄膜置于該溶液中，室溫下浸泡5～10min，取出蒸餾水清洗干凈，并快速吹干仿生聚氨酯薄膜；(6)化學(xué)鍍銅步驟，將仿生聚氨酯薄膜浸泡在7.5g/L硫酸銅、15g/LEDTA二鈉、5g/L氫氧化鈉和6～7ml/L的37％甲醛混合溶液中，溫度40～60℃內(nèi)反應(yīng)鍍銅20～30min；(7)電鑄步驟，將化學(xué)鍍銅后的仿生聚氨酯薄膜，置于電鑄槽中，制備金屬模具。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生鯊魚皮金屬模具的制備方法，其特征在于，將步驟(7)的電鑄金屬模具與仿生聚氨酯薄膜剝離,全文摘要本發(fā)明涉及一種仿生鯊魚皮金屬模具的制備方法，其實(shí)施步驟依次是超聲波清洗；除油脂；粗化；敏化；活化；化學(xué)鍍銅；電鑄；脫模。由以上步驟獲得的仿生鯊魚皮金屬模具可以將盾甲鱗溝槽結(jié)構(gòu)完整清晰的復(fù)制下來，并可制備仿生聚氨酯薄膜，使其得以在大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行應(yīng)用。文檔編號(hào)C23C18/28GK101590580SQ20081009745公開日2009年12月2日申請(qǐng)日期2008年5月27日優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日發(fā)明者毅魯申請(qǐng)人:毅魯