專利名稱：超疏表面的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超疏表面，還涉及其制備方法與應(yīng)用。該表面具有一種表面外形，其中通過計(jì)算下述函數(shù)S在積分限log(f1/μm-1)＝-3和log(f2/μm-1)＝3間的積分S(logf)＝a(f)·f(1)表達(dá)的各個(gè)傅立葉分量的空間頻率f及其振輻a(f)為至少0.5，該表面由疏水材料或特別地由疏油材料構(gòu)成，或者該表面涂布疏水材料或特別地涂布疏油材料。
超疏表面的特征在于這一事實(shí)，即一滴液體，通常是一滴水，在該表面上的接觸角顯著地大于90°，滑離角不超過10°。具有接觸角＞150°和上述滑離角的超疏表面在工業(yè)中有非常廣泛的應(yīng)用，因?yàn)槔邕@些表面不會(huì)被油或水弄濕，土微粒只是與這些表面粘附得非常差，因此這些表面可以自清潔。在這里，自清潔表示表面易將粘附于該表面的土或灰塵微粒交給流過表面的液體的能力。
因此，一直未曾放棄得到這樣超疏表面的努力。例如，EP476510A1公開了一種超疏表面的制備方法，其中在玻璃表面涂布金屬氧化物薄膜，然后用Ar等離子體蝕刻。但是，采用這種方法制備的表面的缺陷是液滴在表面上的接觸角小于150°。
US5693236也公開了多種制備超疏表面的方法，在這些方法中，采用粘結(jié)劑將氧化鋅微針狀體涂布到表面上，然后以各種方式(例如采用等離子體處理)部分地剝開。再用防水組合物涂布以這種方式構(gòu)成的表面。但是，以這種方式構(gòu)成的表面同樣僅具有至多150°的接觸角。
WO96/04123同樣公開了超疏表面的制備方法。該專利申請(qǐng)尤其提到了早在準(zhǔn)備模塑疏水聚合物過程中就提供所要求的表面結(jié)構(gòu)，在該過程中從一開始就在其表面具有所要求表面結(jié)構(gòu)的負(fù)結(jié)構(gòu)的模具中準(zhǔn)備模塑。但是，該方法的缺點(diǎn)是，首先必須準(zhǔn)備好所要求表面結(jié)構(gòu)的負(fù)結(jié)構(gòu)，然后才可以模塑具有所要求表面結(jié)構(gòu)的物體。在準(zhǔn)備如上所述負(fù)結(jié)構(gòu)的過程中，也有可能在該表面會(huì)產(chǎn)生一些缺陷，而這些缺陷會(huì)損害疏水聚合物正型腔的表面性質(zhì)。
因此，本發(fā)明的目的是提供超疏表面及其制備方法，該表面的接觸≥150°，優(yōu)選地滑離角≤10°。
在這里，滑離角是指結(jié)構(gòu)表面的基本平面朝水平面傾斜的角度，如果表面以此角度傾斜時(shí)，由于重力的結(jié)果，體積10μl的靜止水滴會(huì)移動(dòng)。
正如以上給出的實(shí)例所表明的，一個(gè)特別的問題是發(fā)現(xiàn)在具有完全不同表面結(jié)構(gòu)的非常不同材料的表面上的這種超疏性質(zhì)。到目前為止，還沒有任何的方法能夠確定與材料無關(guān)的表面超疏性質(zhì)。因此，本發(fā)明的另一個(gè)目的是找到一種方法，采用該方法能夠測(cè)試與材料無關(guān)的表面超疏性質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，通過具有超疏性質(zhì)的結(jié)構(gòu)表面可達(dá)到這一目的，該表面的特征在于它具有一種表面外形，其中下述函數(shù)S在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3的積分值是至少0.5S(logf)＝a(f)·f(1)，該公式給出了各個(gè)傅立葉分量的空間頻率及其振幅a(f)之間的關(guān)系，該表面由疏水材料，或者特別地由疏油材料構(gòu)成，或者該表面涂布疏水材料，或者特別地涂布疏油材料。
在本發(fā)明的含義內(nèi)，疏水材料是一種在水平的未結(jié)構(gòu)表面上具有基于水的接觸角大于90°的材料。
在本發(fā)明的含義內(nèi)，疏油材料是一種在水平的未結(jié)構(gòu)表面上具有基于長(zhǎng)鏈正鏈烷，如正-癸烷的接觸角大于90°的材料。
所述函數(shù)(1)的積分優(yōu)選地＞0.6。
對(duì)水的接觸角是至少150°，特別地是至少155°的超疏表面是優(yōu)選的。
超疏表面或其基材優(yōu)選地由金屬、塑料、玻璃或陶瓷材料構(gòu)成。
金屬特別優(yōu)選地選自鈹、鎂、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、釔、鋯、鈮、鉬、锝、釕、錸、鈀、銀、鎘、銦、錫、鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、鉈、鉛、鉍，特別是鈦、鋁、鎂和鎳或所述金屬的合金。
超疏表面的金屬特別優(yōu)選地是鋁-鎂合金，特別優(yōu)選地AlMg3。
適用于超疏表面或其基材的聚合物是熱固性聚合物或熱塑性聚合物。
熱固性聚合物特別地選自于鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、三聚氰胺-苯酚-甲醛樹脂、苯酚-甲醛樹脂、聚酰亞胺、硅氧烷橡膠和不飽和聚酯樹脂。
熱塑性聚合物特別地選自熱塑性聚烯烴，例如聚丙烯或聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚酯(例如PBT或PET)、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、SAN樹脂、含有苯乙烯接枝共聚物的橡膠，例如ABS聚合物、聚酰胺、聚氨酯、聚亞苯基硫醚、聚氯乙烯或任何可能的所述聚合物的混合物。
以下的熱塑性聚合物作為本發(fā)明表面基材是特別合適的聚烯烴，如高密度或低密度聚乙烯，即密度為0.91-0.97克/立方厘米，它們可用已知方法制備，Ullmann(第4卷)19，第167頁及以后續(xù)頁等，Winnacker-Kuchler(第4卷)6，第353-367頁，Elias&Vohwinkel，Neue Polymere Werkstoffe fur dieindustrielle Anwendung(工業(yè)用的新聚合物材料)，Munich，Hanser 1983。
合適的還有分子量為10000-1000000克/摩爾的聚丙烯，它可由已知方法制備，Ullmann(第5卷)A10，第651頁以及以后頁，Houben-Weyl E20/2，第722頁及以后續(xù)頁，Ullmann(第4卷)19，第195頁及以后續(xù)頁，Kirk-Othmer(3rd)16，第357頁及以后續(xù)頁。
但是，所述烯烴的共聚物或與另外的α-烯烴的共聚物也是可能的，例如乙烯與丁烯、己烯和/或辛烯的聚合物、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)、EBA(乙烯-丙烯酸乙酯共聚物)、EEA(乙烯-丙烯酸丁酯共聚物)、EAS(丙烯酸-乙烯共聚物)、EVK(乙烯-乙烯咔唑共聚物)、EPB(乙烯-丙烯嵌段共聚物)、EPDM(乙烯-丙烯-二烯共聚物)、PB(聚丁烯)、PMP(聚甲基戊烯)、PIB(聚異丁烯)、NBR(丙烯腈-丁二烯共聚物)、聚異戊二烯、甲基-丁烯共聚物、異戊二烯-異丁烯共聚物。
制備方法在下述出版物中公開了這樣一些聚合物，例如
Kunststoff-Handbuch[塑料手冊(cè)]，第IV卷，Munich，HanserVerlag，Ullman(第4卷)19，第167頁及以后續(xù)頁，Winnacker-Kuchler(第4卷)6，353-367，Elias&Vohwinkel，Neue Polymere Werkstoffe[新聚合材料]，Munich，Hanser1983，F(xiàn)ranck&Biederbich，Kunststoff Kompendium[塑料概要]，Wurzburg，Vogel1984。
根據(jù)本發(fā)明，合適的熱塑性聚合物也是熱塑性芳族聚碳酸酯，特別地是以化學(xué)式(I)的二酚為主要成分的那些熱塑性芳族聚碳酸酯 式中A是單鍵、C1-C5-亞烷基、C2-C5-次烷基、C5-C6-環(huán)次烷基、-S-、-SO2-、-O-、-CO-或C6-C12-亞芳基，它們還可以任選地與含有雜原子的芳環(huán)縮合，基B，彼此不同，在每種情況下是C1-C8-烷基、C6-C10-芳基，特別優(yōu)選地是苯基、C7-C12-芳烷基，優(yōu)選地苯甲基、鹵素，優(yōu)選地氯、溴，x在每種情況下彼此各自是0、1或2，以及p是1或0，或化學(xué)式(II)的烷基取代的二羥基苯基環(huán)烷烴， 式中
R1和R2，在各種情況中彼此各自是氫、鹵素，優(yōu)選地是氯或溴、C1-C8-烷基、C5-C6-環(huán)烷基、C6-C10-芳基，優(yōu)選地是苯基，和C7-C12-芳烷基，優(yōu)選地是苯基-C1-C4-烷基，特別是苯甲基，m是4-7的整數(shù)，優(yōu)選地4或5，每個(gè)Z的R3和R4可各自選自和彼此各自是氫或C1-C6-烷基，優(yōu)選地是氫、甲基或乙基，和Z是碳，其條件是在至少一個(gè)原子Z上，R3和R4同時(shí)是烷基。
合適的化學(xué)式(I)的二酚例如是氫醌、間苯二酚、4，4’-二羥基聯(lián)苯、2，2-雙-(4-羥基苯基)-丙烷、2，4-雙-(羥基苯基)-2-甲基丁烷、1，1-雙-(4-羥基苯基)-環(huán)己烷、2，2-雙-(3-氯-4-羥基苯基)-丙烷、2，2-雙-(3，5-二溴-4-羥基苯基)-丙烷。
優(yōu)選的化學(xué)式(I)的二酚是2，2-雙-(4-羥基苯基)-丙烷、2，2-雙-(3，5-二氯-4-羥基苯基)-丙烷和1，1-雙-(4-羥基苯基)-環(huán)己烷。
優(yōu)選的化學(xué)式(II)的二酚是在環(huán)脂基上有5和6個(gè)環(huán)碳原子的二羥基二苯基環(huán)烷[(化學(xué)式(II)中m＝4或5)]，例如是下述化學(xué)式的二酚， 1，1-雙-(4-羥基苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己炔(化學(xué)式IIc)是特別優(yōu)選的。
適于本發(fā)明的聚碳酸酯可以采用已知的方法進(jìn)行支化，更特別地，優(yōu)選地通過加入0.05-2.0摩爾％(以使用的二酚總量計(jì))三官能化合物或三官能以上化合物，例如帶有三個(gè)或三個(gè)以上酚基團(tuán)的化合物進(jìn)行支化，例如間苯三酚，4，6-二甲基-2，4，6-三-(4-羥基苯基)-庚-2-烯，4，6-二甲基-2，4，6-三-(4-羥基苯基)-庚烷，1，3，5-三-(4-羥基苯基)-苯，1，1，1-三-(4-羥基苯基)-乙烷，三-(4-羥基苯基)-苯基甲烷，2，2-雙-(4，4-雙-(4-羥基苯基)-環(huán)己基)-丙烷，2，4-雙-(4-羥基苯基)-異丙基)-酚，2，6-雙-(2-羥基-5’-甲基-苯甲基)-4-甲基酚，2-(4-羥基苯基)-2-(2，4-二羥基苯基)-丙烷，六-(4-(4-羥基苯基-異丙基)-苯基)-正-對(duì)苯二酸酯，四-(4-羥基苯基)-甲烷，四-(4-(4-羥基苯基-異丙基)-苯氧基)-甲烷和1，4-雙-((4’-，4”-二羥基三苯基)-甲基)-苯。
某些其他三官能化合物是2，4-二羥基苯甲酸、1，3，5-苯三酸、1，2，4-苯三酸、氰尿酰氯和3，3-雙-(3-甲基-4-羥基苯基)-2-氧代-2，3-二氫吲哚。
優(yōu)選的聚碳酸酯，除了雙酚A均聚碳酸酯外，還是以二酚的摩爾總量計(jì)，含有至多15％(摩爾)2，2-雙-(3，5-二溴-4-羥基苯基)-丙烷的雙酚A的共聚碳酸酯。
使用的芳族聚碳酸酯能夠部分地被芳族聚酯碳酸酯所取代。
芳族聚碳酸酯和/或芳族聚酯碳酸酯在文獻(xiàn)中是已知的，并且能夠采用文獻(xiàn)中的已知方法進(jìn)行制備(制備芳族聚碳酸酯的這些文獻(xiàn)例如參見Schnell，“聚碳酸酯化學(xué)和物理”(Chemistry and Physicsof Polycarbonate)，Interscience Publishers，1964，和DE-AS(德國(guó)公開說明書)1495626，DE-OS(德國(guó)公開說明書)2232877，DE-OS DE-OS(德國(guó)公開說明書)2703376，DE-OS DE-OS(德國(guó)公開說明書)2714544，DE-OS DE-OS(德國(guó)公開說明書)3000610，DE-OS DE-OS(德國(guó)公開說明書)3832396；制備芳族聚酯碳酸酯的文獻(xiàn)例如參見DE-OS DE-OS(德國(guó)公開說明書)3077934)。
例如，通過二酚與碳酰鹵，優(yōu)選地碳酰氯，和/或與芳族二羧酸鹵化物，優(yōu)選地苯二羧酸鹵化物，任選地使用鏈終止劑，并任選地使用三官能或三官能以上的支化劑，通過相界面方法反應(yīng)，制備芳族聚碳酸酯和/或芳族聚酯碳酸酯。
此外，一種或至少兩種烯屬不飽和單體(乙烯基單體)的苯乙烯共聚物適合作為熱塑性聚合物，例如作為苯乙烯、α-甲基苯乙烯、環(huán)取代的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、馬來酸酐、N-取代馬來酰亞胺和(甲基)丙烯酸酯的熱塑性聚合物，在醇組分中有1-18個(gè)碳原子。
共聚物是樹脂狀的、熱塑性的和不含橡膠的共聚物。
優(yōu)選的苯乙烯共聚物是含有至少一種選自系列苯乙烯、α-甲基苯乙烯和/或環(huán)取代的單體與至少一種選自丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、馬來酸酐和/或N-取代馬來酰亞胺的單體的共聚物。
在熱塑性共聚物中特別優(yōu)選的重量比是60-95％(重量)苯乙烯單體和40-5％(重量)其他乙烯基單體。
特別優(yōu)選的共聚物是苯乙烯與丙烯腈的共聚物，任選地與甲基丙烯酸甲酯的共聚物、α-甲基苯乙烯與丙烯腈、任選地與甲基丙烯酸甲酯的共聚物，或者苯乙烯和α-甲基苯乙烯與丙烯腈、任選地與甲基丙烯酸甲酯的共聚物。
苯乙烯-丙烯腈共聚物是已知的，能夠通過游離基聚合反應(yīng)制得，具體地通過乳液、懸液、溶液或本體聚合的方法制備。該共聚物優(yōu)選地具有15000-200000克/摩爾的分子量Mw(加權(quán)平均，采用光散射或沉淀方法測(cè)定)。
特別優(yōu)選的共聚物還是苯乙烯和馬來酸酐的無規(guī)共聚物，該共聚物優(yōu)選地能夠由相應(yīng)的單體，通過不完全轉(zhuǎn)換的連續(xù)本體聚合或連續(xù)溶液聚合作用制得。
能夠在很寬的范圍內(nèi)改變本發(fā)明合適的無規(guī)苯乙烯-馬來酸酐共聚物的兩種組分的比例。馬來酸酐的優(yōu)選含量是5-25％(重量)。
代替苯乙烯，聚合物還可含有環(huán)取代的苯乙烯，例如對(duì)-甲基苯乙烯、2，4-二甲基苯乙烯和其他取代的苯乙烯，如α-甲基苯乙烯。
苯乙烯-馬來酸酐共聚物的分子量(數(shù)均Mn)可在很寬的范圍內(nèi)改變，優(yōu)選的是60000-200000克/摩爾。對(duì)于這些產(chǎn)物來說，極限粘度0.3-0.9是優(yōu)選的(在二甲基甲酰胺中于25℃下測(cè)量的；參見Hoffmann，Kromer，Kuhn，Polymeranalytic(聚合物分析)I，斯圖加特，1977年，第316頁及以后續(xù)頁)。
還適合用作熱塑性聚合物是接枝共聚物。它們包括具有橡膠-彈性性質(zhì)的接枝共聚物，它們基本上可由至少兩種下列單體得到氯丁二烯、1，3-丁二烯、異丙烯、苯乙烯、丙烯腈、乙烯、丙烯、乙酸乙烯酯和醇組分中含有1-18個(gè)碳原子的(甲基)丙烯酸酯；即例如在“有機(jī)化學(xué)方法”[Methoden der Organischen Chemie](Methods inOrganic Chemistry)(Houben-Weyl)，第14/1卷，Georg ThiemeVerlag，斯圖加特1961，第393-406頁，和在C.B.Bucknall，“增韌塑料”(Toughened Plastics)，Appl.Science Publishers，倫敦1977中描述的聚合物。優(yōu)選的接枝共聚物是部分交聯(lián)的，并且凝膠含量是20％(重量)以上，優(yōu)選地40％(重量)以上，特別地60％(重量)以上。
優(yōu)選的接枝共聚物例如是苯乙烯和/或丙烯腈和/或(甲基)丙烯酸烷基酯與聚丁二烯、丁二烯/苯乙烯共聚物和丙烯酸橡膠接枝的共聚物；即在DE-OS(德國(guó)公開說明書)1694173(＝美國(guó)專利說明3564077)中說明這類共聚物；與丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯、乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯和/或烷基苯乙烯、丁二烯-苯乙烯或丁二烯-丙烯腈共聚物、聚異丁烯或聚異戊二烯接枝的聚丁二烯，例如在DE-OS(德國(guó)公開說明書)2348377(＝美國(guó)專利說明3919353)中所描述的共聚物。
特別優(yōu)選的聚合物例如是ABS聚合物，例如在DE-OS(德國(guó)公開說明書)2035390(＝美國(guó)專利說明3644574)中或在DE-OS(德國(guó)公開說明書)2248242(＝英國(guó)專利說明1409275)中所描述的聚合物。
可通過如本體、懸液、乳液或本體-懸液方法之類的已知方法制備接枝共聚物。
可使用的熱塑性聚酰胺是聚酰胺66(聚己二酰己二胺)或有6-12個(gè)碳原子的環(huán)狀內(nèi)酰胺的聚酰胺，優(yōu)選地是月桂內(nèi)酰胺，特別優(yōu)選地是ε-己內(nèi)酰胺＝聚酰胺6(聚己內(nèi)酰胺)的聚酰胺，或主要成分是6或66的共聚酰胺，或主要成分是所述聚酰胺的混合物。優(yōu)選的聚酰胺是通過活化陰離子聚合作用而制備的聚酰胺6，或者是主要成分是聚己內(nèi)酰胺的共聚酰胺，它是通過活性陰離子聚合作用制備的。
合適的陶瓷材料是上述金屬的金屬氧化物、金屬碳化物、金屬氮化物，和這些材料的組合物。
任何表面的表面外形在原則上都可由空間頻率fx和fy的傅立葉分量以及與頻率相關(guān)的振幅a(fx)和a(fy)結(jié)合起來描述。λx＝fx-1和λy＝fy-1是坐標(biāo)x和y的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度。
在該工藝中，使用所述功率譜密度S2(fx，fy)是習(xí)慣性作法。平均功率譜密度與在各自空間頻率fx和fy的所有平方振幅平均值成比例。如果表面是各向同性的，表面外形的特征在于在極角之上平均分布的功率譜密度PSD(f)。功率譜密度PSD(f)還是維[長(zhǎng)度]4的二維函數(shù)，盡管兩個(gè)方向是相同的，并且只考慮一個(gè)方向。在例如由C.Ruppe和A.Duparré出版的“薄的固體薄膜”(Thin solid films)，288，(1996)，第9頁方程式(2)中描述了這種計(jì)算方法。
取決于采用何種測(cè)量方法來確定外形，功率譜密度結(jié)果直接地，或者必須通過外形的高度縱剖面數(shù)據(jù)的傅立葉變換轉(zhuǎn)換成功率譜密度PSD(f)。這種變換在例如由C.Ruppe和A.Duparré出版的“薄的固體薄膜”，288，(1996)，第9頁中描述過，該文作為參考文獻(xiàn)引入，因此成為該公開內(nèi)容的一部分。
在液滴下的超疏表面的表面外形增加了面積和凹陷，其高度和深度在0.1毫微米-1毫米之間變化。由于這巨大的帶寬，目前還不可能采用單一的測(cè)量方法測(cè)定表面外形，這意味著為了能夠精確地確定表面外形，必須將3種測(cè)量和評(píng)定方法與另一種方法結(jié)合起來。這些測(cè)量方法是1、白光干涉儀(WLI)2、掃描原子力顯微學(xué)(AFM)3、掃描隧道顯微鏡(STM)。
在使用這些測(cè)量方法時(shí)，在每種情況下，在相對(duì)窄的重疊空間頻率范圍Δf內(nèi)，一部分一部分地測(cè)量PSD(f)。這樣逐部分測(cè)量的功率譜密度然后合并得到在空間頻率范圍f＝10-3μm-1至f＝10-3μm-1之間的全部PSD(f)。將這種逐部分測(cè)量的PSD曲線合并的技術(shù)，在例如由C.Ruppe和A.Duparré出版的“薄的固體薄膜”，288，(1996)，第10頁中描述過，該文獻(xiàn)作為參考文獻(xiàn)引入本文，從而構(gòu)成了該公開內(nèi)容的一部分。
使用白光干涉儀(WLI)測(cè)量在空間頻率范圍Δf＝1×10-3μm-1至1μm-1之間的功率譜密度，其中測(cè)量區(qū)域1120μm×1120μm，測(cè)量的空間頻率范圍是Δf＝9×10-4μm-1至2×10-1μm-1，測(cè)量區(qū)域280μm×280μm，測(cè)量的空間頻率范圍是Δf＝4×10-3μm-1至9×10-1μm-1，測(cè)量區(qū)域140μm×140μm，測(cè)量的空間頻率范圍是Δf＝7×10-3μm-1至2×100μm-1。
在這種測(cè)量方法中，使用白光干涉儀測(cè)量高度縱剖面z(x，y)，其中z是在各自的位置x或y中，超過任何要求參比高度z0之上的高度，可在R.J.Rechnagel，G.Notmi，Optics Commun.148，122-128(1998)中看到嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和測(cè)量方法。在下述的原子動(dòng)力顯微鏡或掃描隧道顯微鏡的情況下，高度縱剖面z(x，y)類似地轉(zhuǎn)換成該程序。
掃描原子動(dòng)力顯微鏡(AFM)用于測(cè)量在空間頻率范圍Δf＝1×10-3μm-1至1×102μm-1內(nèi)的功率譜密度，它是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員普遍知道的測(cè)量方法，在該技術(shù)中，運(yùn)用掃描原子動(dòng)力顯微學(xué)，以接觸或輕擊方式記錄表面的高度縱剖面zm，n。這種測(cè)量方法使用不同的掃描區(qū)域L×L。這些掃描區(qū)域和數(shù)據(jù)點(diǎn)N的數(shù)量可用于計(jì)算能夠被以每個(gè)掃描區(qū)域研究的最小或最大空間頻率，其中應(yīng)用下述頻率fmax＝N/2L或fmin＝1/L。優(yōu)選地，每個(gè)掃描區(qū)域使用512個(gè)測(cè)量點(diǎn)，因此在掃描區(qū)域50μm×50μm，測(cè)量的空間頻率范圍是Δf＝2×10-2μm-1至5μm-1，在掃描區(qū)域10μm×10μm，測(cè)量的空間頻率范圍是Δf＝1×10-1μm-1至3×10-1μm-1，在掃描區(qū)域1μm×1μm，測(cè)量的空間頻率范圍是Δf＝1×μm-1至3×102μm-1。
高度縱剖面zm，n基于任意的參比高度z0，m、n是以等間距ΔL記錄的在x或y方向的測(cè)量點(diǎn)。根據(jù)在C.Ruppe和A.Duparré出版的“薄的固體薄膜”，288，(1996)，第9頁中的方程式1和2，可將高度縱剖面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成平均功率譜密度PSD。
掃描隧道顯微鏡(STM)用于測(cè)量在空間頻率范圍Δf＝1×101μm-1至1×103μm-1內(nèi)的功率譜密度，它是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員普遍知道的測(cè)量方法，在該方法中運(yùn)用掃描隧道顯微鏡記錄了表面的高度剖面zm，n。在該測(cè)量方法中也使用不同掃描區(qū)域L×L。這些掃描區(qū)域和數(shù)據(jù)點(diǎn)N的數(shù)量用于計(jì)算能夠被以每個(gè)掃描區(qū)域研究的最小或最大空間頻率，其中應(yīng)用于下述頻率區(qū)域fmax＝N/2L或fmin＝1/L。優(yōu)選地，每個(gè)掃描區(qū)域使用512個(gè)測(cè)量點(diǎn)，因此，在掃描區(qū)域0.5μm×50μm，測(cè)量的空間頻率范圍是Δf＝2μm-1至5×102μm-1，在掃描區(qū)域0.2μm×0.2μm，測(cè)量的空間頻率范圍是Δf＝5μm-1至1×103μm-1，在掃描區(qū)域0.1μm×0.1μm，測(cè)量的空間頻率范圍是Δf＝1×10-1μm-1至3×103μm-1。
高度剖面zm，n基于任意的參比高度z0，m、n是以等間距ΔL記錄的在x或y方向的測(cè)量點(diǎn)。根據(jù)在由C.Ruppe和A.Duparré出版的“薄的固體薄膜”，288，(1996)，第9頁中的方程式1和2，可將高度縱剖面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成平均功率譜密度PSD。
例如在S.N.Magonov、M.-H.Whangbo出版的“用STM和AFM的表面分析”(Surface Analysis with STM and AFM)，VCH，Weinheim，1996，具體地在47-62頁中，描述了嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和AFM和STM測(cè)量方法。
采用各種測(cè)量方法或用不同掃描區(qū)域得到的PSD曲線合并起來，得到空間頻率范圍為10-3μm-1至103μm-1的PSD(f)曲線。根據(jù)如C.Ruppe和A.Duparré在“薄的固體薄膜”，288，(1996)，第10-11頁中所述的程序，構(gòu)建PSD(f)曲線。

圖1-4顯示了以log-log表示的以log(PSD(f)/nm4)與log(f/μm-1)的函數(shù)關(guān)系繪制的PSD(f)曲線的結(jié)果。
對(duì)于許多其他表面來說，這類功率譜密度人們已經(jīng)知道一段時(shí)間，這些功率譜密度可以用于非常不相同的目的，例如參見J.C.Stover的“光散射”(Optical Scattering)，第二版，SPIEPress，貝靈漢，華盛頓，美國(guó)，1995，第2章，第29頁及以后續(xù)頁，和第4章，第85頁及以后續(xù)頁。
為了更好地說明本發(fā)明目的的表面外形，可由功率譜密度PSD(f)計(jì)算出正弦傅立葉分量的由空間頻率決定的振幅a(f)。為此，使用了J.C.Stover的“光散射”第二版，SPIE Press，貝靈漢，華盛頓，美國(guó)，1995中第103頁的公式(4.19)和第34頁的表2.1和第37頁的表2.2。
圖5-8是在函數(shù)S中用相關(guān)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度λ＝f-1歸一化的正弦傅立葉分量振幅a(f)相對(duì)空間頻率對(duì)數(shù)log(f/μm-1)繪制的，其函數(shù)S如S(logf)＝a(f)·f(1)本發(fā)明基于一個(gè)令人驚奇發(fā)現(xiàn)，即一個(gè)表面，它具有通過計(jì)算函數(shù)S(logf)＝a(f)·f在積分極限f1/μm-1＝-3至f2/μm-1＝3間的積分大于0.5的結(jié)構(gòu)，該表面由疏水材料構(gòu)成，或者涂布具有超疏性質(zhì)的疏水材料，因此在該表面上水滴接觸角通常＞150°。
這一完全令人驚奇的新發(fā)現(xiàn)允許人們可以預(yù)測(cè)在超疏表面制備中有關(guān)可能方法步驟的許多細(xì)節(jié)。該發(fā)現(xiàn)的核心論點(diǎn)如下圖5-8顯示了在對(duì)數(shù)頻率標(biāo)度log(f)上用各個(gè)頻率f的波長(zhǎng)入＝f1歸一化的結(jié)構(gòu)振幅a(f)·f。例如，a(f)·f＝0.5的值表示歸一化的振幅，即這個(gè)傅立葉分量的“粗糙度”是其波長(zhǎng)λ＝f1的0.5倍。因此，方程式(1)積分說明了-對(duì)各個(gè)不同頻率的所有歸一化振幅a(f)·f的平均值應(yīng)該超過0.5，即為了得到超疏表面，所有頻率平均的粗糙度必須最大化。
-這個(gè)等加權(quán)(根據(jù)log(f)表達(dá)式)的和中包括了不同空間頻率。因此，各個(gè)粗糙度位于哪個(gè)頻率范圍并不重要。
以該發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，例如用具有均勻大小的圓錐微粒使表面粗糙是不合適的。但是，合適的是使用更小結(jié)構(gòu)使微粒表面附加粗糙，例如使用置于大微粒上的小微粒或附著于大微粒的小微粒，但這些小微粒不是分開存在于大微粒旁邊。
此外，很清楚的是，例如在通過刮擦(例如通過研磨劑微粒)使表面粗糙的過程中，要保證刮擦的凹陷對(duì)它們來說，必須在下一個(gè)數(shù)量級(jí)大小內(nèi)盡可能再粗糙。如果不是這種情況，那么在以后的操作中，最初的凹陷對(duì)于它們還要再粗糙。
在這一關(guān)系中，人們可能注意到，這里描述的新發(fā)現(xiàn)沒有對(duì)凹陷的形狀或外形或粗糙結(jié)構(gòu)加以限制。在應(yīng)用于表面并構(gòu)成了超疏表面的必要結(jié)構(gòu)的粗顆粒的實(shí)例中，顆粒本身的細(xì)結(jié)構(gòu)具有與微粒本身在表面上構(gòu)成的結(jié)構(gòu)完全不同的形狀(即另一空間頻譜)是可能的。
而且，借助于上述形式中的功率譜密度確定傅立葉分量的與頻率相關(guān)的振幅揭開了試驗(yàn)具有完全不同表面結(jié)構(gòu)的不同材料的超疏性和達(dá)到特性化的未知可能性。
本發(fā)明還提供了測(cè)試表面超疏性質(zhì)的方法，其特征在于采用霧化方法，給表面涂以貴金屬薄層或GaAs作為粘合促進(jìn)劑，特別是涂布金，涂層厚度特別是10-100毫微米；涂布疏化助劑，優(yōu)選地涂布癸硫醇；然后特別組合使用掃描隧道顯微鏡、掃描原子動(dòng)力顯微鏡和白光干涉儀和由測(cè)量數(shù)據(jù)分析表面外形，形成了通過計(jì)算函數(shù)S在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3間的積分表示的單個(gè)傅立葉分量的空間頻率f及其振幅a(f)S(logf)＝a(f)·f(1)，任選地，另外測(cè)量在如此處理的表面上水的接觸角。
由于涂有粘合促進(jìn)劑(典型地10-100毫微米金)，并選擇了穩(wěn)定的疏化劑，有可能研究許多不同的材料，這些材料的表面在原則上適于產(chǎn)生超疏表面性質(zhì)，而不論材料是什么。因此，不同的表面結(jié)構(gòu)是可相互比較的。
優(yōu)選的超疏表面的特征在于表面有帶疏水疏化助劑的涂層，特別地是陰離子、陽離子、兩性離子或非離子界面活性化合物。
任何摩爾質(zhì)量的界面活性化合物都可看作是疏化助劑。這些化合物優(yōu)選地是陽離子、陰離子、兩性或非離子界面活性化合物，例如在由Gordon L.編輯的目錄“歐洲表面活性劑，在歐洲可得到的表面活性劑字典”(Surfactants Europa，A Dictionary of Surface ActiveAgents available in Europe)，Hollis，Royal Society ofChemistry，劍橋，1995，其中所列的化合物。
陰離子疏化助劑例子是烷基硫酸酯、醚硫酸鹽、醚羧酸酯、磷酸酯、磺基丁二酸酯、磺基丁二酸酯酰胺、石蠟磺酸酯、烯烴磺酸酯、肌氨酸鹽、異硫代硫酸鹽、?；撬猁}和基于lingnin的化合物。
陽離子疏化助劑的例子是四烷基季銨化合物和咪唑。
兩性疏化助劑的例子是甜菜堿、甘氨酸酯、丙酸鹽和咪唑。
非離子疏化助劑的例子是烷氧基化物、烷醇酰胺、酯、氧化胺、烷基聚苷、烷基硫化物和烷基二硫化物。合適的還有烯化氧與可烷基化化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，例如像脂肪醇、脂肪胺、脂肪酸、酚、烷基酚、芳基烷基酚，如苯乙烯-酚縮合物、羧酰胺(carboxamides)和樹脂酸。
特別優(yōu)選地是，疏化助劑中1-100％，特別優(yōu)選地60-95％氫原子被氟原子取代?？商岬降睦邮侨榛蛩狨?、全氟化烷基磺酸酯、全氟化烷基硫化物、全氟化烷基二硫化物、全氟化烷基膦酸酯、全氟化烷基次磷酸酯和全氟化羧酸。
作為疏水涂層的聚合物疏化助劑或用于表面的聚合物疏水材料，優(yōu)選地使用摩爾質(zhì)量Mw＞500-1000000，優(yōu)選地1000-500000，特別優(yōu)選地1500-20000的化合物。聚合疏化助劑可以是非離子、陰離子、陽離子或兩性的化合物。此外，這些聚合物疏化助劑可是均聚物、共聚物、接枝聚合物和接枝共聚物和無規(guī)嵌段聚合物。
特別優(yōu)選的聚合物疏化助劑是AB、BAB和ABC型嵌段聚合物。在AB或BAB嵌段聚合物中，A嵌段是親水均聚物或共聚物，而B嵌段是疏水均聚物或共聚物或其鹽。
特別優(yōu)選的還有陰離子聚合物疏化助劑，特別地是芳族磺酸與甲醛和烷基萘磺酸的縮合產(chǎn)物，或者是甲醛、萘磺酸和/或苯磺酸的縮合產(chǎn)物，任選取代的酚與甲醛和亞硫酸氫鈉的縮合產(chǎn)物。
萘酚與鏈烷醇反應(yīng)，添加烯化氧與端羥基團(tuán)至少部分地轉(zhuǎn)換成磺基或馬來酸和鄰苯二甲酸或琥珀酸單酯所得到的縮合產(chǎn)物也是優(yōu)選的。
在其他優(yōu)選的實(shí)施方案中，疏化助劑選自磺基琥珀酸酯和烷基苯磺酸酯的化合物。優(yōu)選的還有硫酸化、烷氧基化的脂肪酸或其鹽。具體地，烷氧基化脂肪酸醇表示飽和或不飽和的具有5-120、6-60，特別優(yōu)選地7-30個(gè)環(huán)氧乙烷單元的C6-C22-脂肪酸醇，特別地是十八烷醇。硫酸化烷氧基化脂肪酸醇優(yōu)選地呈鹽的形式，特別地是堿金屬鹽或胺鹽，優(yōu)選地二乙胺鹽。
本發(fā)明還提供了一種超疏表面的制備方法，其特征在于具有與超疏表面相適應(yīng)的表面外形負(fù)結(jié)構(gòu)的模具用塑料和疏水的或特別地疏油的添加劑的混合物模塑成形，該混合物固化時(shí)可在模具表面與塑料模塑物之間作為薄膜分離出。
在另一優(yōu)選的實(shí)施方案中，模具充滿聚合物，然后聚合物模塑物涂以疏水涂層，特別地涂疏油涂層。
在本發(fā)明的含義內(nèi)，模具是能裝滿聚合物或聚合物混合物的任何所希望的模具。該模具表面的表面外形是與任何所要求的超疏表面相反的。
但是，超疏表面的表面外形優(yōu)選地相應(yīng)于酸洗的、陽極氧化的、密封的(即用熱水或水蒸汽處理過)鋁表面，通過參考文件德國(guó)專利申請(qǐng)19860138.7中公開的方法得到這一表面，在這個(gè)方法中，表面不必具有疏水涂層。在這里，鋁載體的表面任選地涂有附著力促進(jìn)劑層，該鋁載體特別經(jīng)過酸性電化學(xué)酸洗、陽極氧化，和在溫度50-100℃熱水或水蒸汽中處理。
取決于使用的材料，可以使用液化的或溶解的熱塑性聚合物，或者使用還未固化的聚合物，通過澆注或注入的方式模塑出該表面。聚合物技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員知道并熟悉合適的技術(shù)。
本發(fā)明方法還提供一種制備具有超疏性質(zhì)的表面的方法，該方法的特征在于使用塑料和疏水添加劑，特別地是疏油添加劑的混合物，由具有適合超疏表面的表面結(jié)構(gòu)的正模具模塑該表面，該混合物固化時(shí)可在模具表面與塑料模塑之間作為薄膜分離出。
在另一優(yōu)選的實(shí)施方案中，模具充滿聚合物，然后聚合物模塑物涂以疏水涂層，特別地涂疏油涂層。
在本發(fā)明的含義內(nèi)，模具是能裝滿聚合物或聚合物混合物的任何所希望的模具。該模具表面的表面外形是與任何所要求的超疏表面相反的，它提供超疏表面必要的結(jié)構(gòu)。
但是，超疏表面的表面外形優(yōu)選地相應(yīng)于酸洗的、陽極氧化的、密封的(即用熱水或水蒸汽處理過)鋁表面，通過參考文件的德國(guó)專利申請(qǐng)19860138.7中公開的方法得到這一表面，在這個(gè)方法中，表面不必具有疏水涂層。在這里，鋁載體的表面任選地涂有附著力促進(jìn)劑層，該鋁載體特別經(jīng)過酸性電化學(xué)酸洗、陽極氧化，和在溫度50-100℃熱水或水蒸汽中處理。
取決于使用的材料，可以使用液化的或溶解的熱塑性聚合物，或者使用還未固化的聚合物，通過澆注或注入的方式模塑出該表面。聚合物技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員知道并熟悉合適的技術(shù)。
本發(fā)明的方法基于令人驚奇的發(fā)現(xiàn)，這一發(fā)現(xiàn)就是一種其外形具有超疏表面必要的表面，它可以直接地或由得到的負(fù)結(jié)構(gòu)模塑，再得到超疏表面。這一方法使得難以實(shí)現(xiàn)的如現(xiàn)有技術(shù)所說的超疏表面外形的負(fù)外形成為多余的。
使用本發(fā)明方法，制備在其表面上液滴接觸角≥155°的超疏表面是可能的。因此，本發(fā)明還提供了由本發(fā)明方法制得的超疏表面。
在兩個(gè)模塑方法中都適合使用的聚合物是熱固性聚合物和熱塑性聚合物。
特別地，熱固性聚合物選自二烯丙基鄰苯二酸酯樹脂、環(huán)氧樹脂、脲-甲醛樹脂、蜜胺-甲醛樹脂、蜜胺-酚-甲醛樹脂、酚-甲醛樹脂、聚酰亞胺、硅氧烷橡膠和不飽和聚酯樹脂。
熱塑性聚合物特別地選自熱塑性聚烯烴，例如聚丙烯或聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯碳酸鹽、聚酯(例如PBT或PET)、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、SAN樹脂、含有橡膠的苯乙烯接枝共聚物，例如ABS聚合物、聚酰胺、聚氨酯、聚亞苯基硫醚、聚氯乙烯或所述聚合物的任何可能的混合物。
根據(jù)本發(fā)明，模具中裝滿混合物，該混合物由如PC或PMMA之類的聚合物和疏水添加劑和/或疏油添加劑構(gòu)成，在固化時(shí)，該混合物作為薄膜沉積在負(fù)結(jié)構(gòu)模具表面與形成的聚合物模塑物之間。
具有任何所需摩爾質(zhì)量的界面活性化合物可被看作是添加劑。這些化合物優(yōu)選地是陽離子、陰離子、兩性或非離子界面活性化合物，例如在由Gordon L.編輯的目錄“歐洲表面活性劑，在歐洲可得到的表面活性劑字典”，Hollis，Royal Society of Chemistry，劍橋，1995，所列的化合物。
陰離子添加劑的例子是烷基硫酸酯、醚硫酸鹽、醚羧酸酯、磷酸酯、磺基丁二酸鹽、磺基丁二酸酯酰胺、石蠟磺酸鹽、烯烴磺酸酯、肌氨酸鹽、異硫代硫酸鹽、牛磺酸鹽和基于lingnin的化合物。
陽離子添加劑的例子是烷基季銨化合物和咪唑。
兩性添加劑的例子是甜菜堿、甘氨酸酯、丙酸鹽和咪唑。
非離子添加劑的例子是烷氧基化物、烷醇酰胺、酯、氧化胺、烷基聚苷、烷基硫化物和烷基二硫化物。合適的還有烯化氧與可烷基化化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，例如脂肪醇、脂肪胺、脂肪酸、酚、烷基酚、芳基烷基酚，如苯乙烯-酚縮合物、羧酰胺和樹脂酸。
特別優(yōu)選地是，添加劑中1-100％，特別優(yōu)選地60-95％氫原子被氟原子取代。可以提到的例子是全氟化烷基硫酸酯、全氟化烷基磺酸酯、全氟化烷基硫化物、全氟化烷基二硫化物、全氟化烷基膦酸酯、全氟化烷基次膦酸酯和全氟化羧酸。
作為疏水涂層的聚合物添加劑或該表面的聚合物疏水材料，優(yōu)選地使用摩爾質(zhì)量Mw＞500-1000000，優(yōu)選地1000-500000，特別優(yōu)選地1500-20000的化合物。這些聚合物添加劑可以是非離子、陰離子、陽離子或兩性化合物。此外，這些聚合物添加劑能夠是均聚物和共聚物、接枝聚合物和接枝共聚物和無規(guī)嵌段聚合物。
特別優(yōu)選的聚合物添加劑是AB、BAB和ABC類型的嵌段聚合物。在AB或BAB嵌段聚合物中，A嵌段是親水均聚物或共聚物，B嵌段是疏水均聚物或共聚物或其鹽。
特別優(yōu)選的還有陰離子聚合物添加劑，具體地芳族磺酸與甲醛和烷基萘磺酸的縮合產(chǎn)物，或者是甲醛、萘磺酸和/或苯磺酸的縮合產(chǎn)物、任選取代的酚與甲醛和亞硫酸氫鈉的縮合產(chǎn)物。
萘酚與鏈烷醇反應(yīng)，添加烯化氧和端羥基至少部分地轉(zhuǎn)化成磺基或馬來酸和鄰苯二甲酸和琥珀酸的單酯得到的縮合產(chǎn)物也是優(yōu)選的。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，添加劑是選自于磺基琥珀酸酯和烷基苯磺酸酯的化合物。優(yōu)選地還有硫酸化、烷氧基化的脂肪酸或其鹽。具體地，烷氧基化脂肪酸醇表示飽和或不飽和的具有5-120、6-60，特別優(yōu)選地7-30個(gè)環(huán)氧乙烷單元的C6-C22-脂肪酸醇，特別地十八烷醇。硫酸化烷氧基化脂肪酸醇優(yōu)選地呈鹽的形式，特別地是堿金屬鹽或胺鹽，優(yōu)選地二乙胺鹽。
該方法表明模塑不再必須有疏水涂層或疏油涂層，這意味著可能節(jié)省了一個(gè)處理步驟。
本發(fā)明超疏表面的優(yōu)點(diǎn)特別是它們能自清潔，當(dāng)表面一次次地暴露于雨水或流水時(shí)，它們能自清潔。由于表面的超疏性，水滴滑離表面，在表面上粘附得不牢并位于滑離的水滴表面上的灰塵微粒因此從超疏表面上除去。這種自清潔不僅用水，用油也起作用。
本發(fā)明還提供了具有本發(fā)明的超疏表面的材料或結(jié)構(gòu)材料。
本發(fā)明表面具有大量工業(yè)應(yīng)用的可能性。因此，本發(fā)明還提供了本發(fā)明超疏表面的以下用途為了降低船體的磨擦阻力，可以用超疏表面涂布船體。
超疏表面的另一個(gè)應(yīng)用是處理水不應(yīng)該粘附的表面，以便避免表面結(jié)冰。這里可提及的例子是熱交換表面，例如電冰箱，或飛行器表面。
本發(fā)明的表面還適用于修理房子外表面、屋頂、紀(jì)念牌，以便使它們能自清潔。
本發(fā)明還提出本發(fā)明超疏表面用于車輛車身、飛行器機(jī)體或船身的減少磨擦內(nèi)襯。
本發(fā)明還提出超疏表面用于建筑物結(jié)構(gòu)、屋頂、窗戶、陶瓷建筑材料(例如用于衛(wèi)生設(shè)備、家庭用具)的自清潔涂層或鑲板。
本發(fā)明還提出超疏表面用作金屬物品的防銹涂層。本發(fā)明還提出本發(fā)明的超疏表面在透明基材的情況下用作透明片，或用作透明片的外涂層，特別是玻璃或塑料片，尤其用于太陽能電池、車輛或溫室。
本發(fā)明還提供了超疏表面用作處理液體的容器涂層，例如為了測(cè)量這些液體，或?yàn)榱藢?dǎo)入液體。這些容器例如可以是套管、軟管或儲(chǔ)存容器。
本發(fā)明還提供了基于AlMg3合金的、具有超疏性質(zhì)的表面的制備方法，其特征在于該表面在沸水中清潔、蝕刻、陽極氧化、鈍化，任選地涂有貴金屬，特別是金作為附著促進(jìn)劑，涂層厚度10-100毫微米，尤其采用噴霧法涂布，以及采用疏水材料，特別是用陰離子、陽離子、兩性離子或非離子界面活性化合物作為疏化助劑涂布。
對(duì)于描述超疏表面，代替使用在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3內(nèi)積分函數(shù)S
S(logf)＝a(f)·f(1)該值大于0.5，而使用在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3積分函數(shù)F也是可能的F(logf)＝3+log(a(f)·f)(2)，在F正值范圍內(nèi)，為了得到具有超疏性質(zhì)的表面，該積分值必須大于5。在參考文獻(xiàn)德國(guó)專利申請(qǐng)19860136.0中已經(jīng)使用了函數(shù)F進(jìn)行描述。但是，使用函數(shù)S描述(1)具有積分S(logf)值非常清楚的優(yōu)點(diǎn)。這是因?yàn)樵摵瘮?shù)與在對(duì)數(shù)頻率標(biāo)度上以間隔-3≤log(f/μm-1)≤3平均的全部傅立葉分量<a(f)·f>的歸一化振幅成比例。因此，簡(jiǎn)單地說，制備超疏表面成立的條件是在對(duì)數(shù)頻率標(biāo)度上測(cè)定的全部傅立葉分量<a(f)·f>的歸一化平均值應(yīng)該大于0.5/6＝0.08。因此，對(duì)于“平均”頻率，傅立葉振幅因此應(yīng)該是結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的至少約8％。
為了顯示兩種描述(1)和(2)的可比性，如專利申請(qǐng)DE19860136.0中的一樣，在圖10和11結(jié)尾中給出了實(shí)施例1-6，此外還借助了函數(shù)F。
下面參照附圖，在實(shí)施例中說明了本發(fā)明。
圖1顯示了實(shí)施例1-6的本發(fā)明超疏表面PSD(f)曲線圖2顯示了實(shí)施例7-9的本發(fā)明超疏表面PSD(f)曲線圖3顯示了實(shí)施例10-11的本發(fā)明超疏表面PSD(f)曲線圖4顯示了實(shí)施例12-13的本發(fā)明超疏表面PSD(f)曲線圖5顯示了實(shí)施例1-6的本發(fā)明表面的傅立葉分量的由頻率決定的振幅a(f)圖6顯示了實(shí)施例7-9的本發(fā)明表面的傅立葉分量的由頻率決定的振幅a(f)圖7顯示了實(shí)施例10-11的本發(fā)明表面的傅立葉分量的由頻率決定的振幅a(f)圖8顯示了實(shí)施例12-13的本發(fā)明表面的傅立葉分量的由頻率決定的振幅a(f)圖9顯示了在不同的實(shí)施例表面1-13，水接觸角與Slog＝a(f)·f在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3計(jì)算積分的函數(shù)關(guān)系。
圖10在式F(logf)中以log-log表示的實(shí)施例1-6的本發(fā)明表面的傅立葉分量的由頻率決定的振幅a(f)，(根據(jù)德國(guó)申請(qǐng)DE19860136.0說明)圖11顯示了在不同的實(shí)施例表面1-6，水接觸角與F(logf)在極限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3內(nèi)F正值范圍計(jì)算積分的函數(shù)關(guān)系(根據(jù)德國(guó)申請(qǐng)DE19860136.0的說明)。
實(shí)施例關(guān)于實(shí)施例的一般基本注釋1、表面外形的測(cè)定為了確定表面外形，采用掃描隧道顯微鏡、掃描原子動(dòng)力顯微鏡、用白光干涉儀和角-分辨光散射分析表面。
對(duì)于掃描隧道顯微鏡來說，使用Nanoscope III，DigitalInstruments(數(shù)字儀器)，圣巴巴拉，加利福尼亞，并在穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)下操作該設(shè)備。在室溫空氣中，用機(jī)械引導(dǎo)的鉑-銥尖進(jìn)行測(cè)量。使用的掃描區(qū)域L2相繼地是區(qū)域500×500nm2、200×200nm2和50×50nm2，這里在每種情況下，步距ΔL＝N/L，N2＝512×512數(shù)據(jù)點(diǎn)。
根據(jù)來自由C.Ruppe和A.Duparré出版的“薄的固體薄膜”，288，(1996)，第9頁中方程式1和2，將高度縱剖面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成平均功率譜密度PSD。
使用美國(guó)，圣巴巴拉，Digital Instruments公司的DIMENSION3000掃描原子動(dòng)力顯微鏡，以接觸方式進(jìn)行掃描原子動(dòng)力顯微鏡分析。在室溫空氣中進(jìn)行這種測(cè)量。Si尖半徑約10毫微米。掃描區(qū)域L2相繼地是區(qū)域1×1μm2、10×10μm2和50×50μm2，這里在每種情況下步距ΔL＝N/L，N2＝512×512數(shù)據(jù)點(diǎn)。
對(duì)于白光干涉儀來說，使用Leica，Wetzlar公司的LEICA DMR顯微鏡。測(cè)量區(qū)域是140×140μm2、280×280μm2、1120×1120μm2和2800×2800μm2，每種情況中，512×512數(shù)據(jù)點(diǎn)。
然后，用上述測(cè)量方法得到的PSD(Δf)曲線組合起來，得到單一的PSD(f)曲線，并根據(jù)圖1-4，繪成log-log圖，在圖中，以nm4表示的功率譜密度PSD和以μm-1表示的空間頻率f變成無量綱的。2、與頻率相關(guān)的振幅a(f)的計(jì)算根據(jù)以下公式，由PSD(f)曲線確定由與頻率相關(guān)的振幅a(f)。a(f)=4π∫fDfDPSD(f′)f′df′≈2fπPSD(f)logD]]>在任何情況下，這里使用的決定積分區(qū)間寬度的常數(shù)D的值D＝1.5，在該積分區(qū)間寬度內(nèi)，函數(shù)PSD(f)被看作常數(shù)。
該公式在原則上相應(yīng)于與空間頻率相關(guān)的振幅計(jì)算，其計(jì)算也在J.C.Stover的“光散射”(Optical Scattering)第二版，SPIE Press，貝靈漢，華盛頓，美國(guó)1995的第103頁上的公式(4.19)和34頁上的表2.1和37頁上的表2.2中進(jìn)行了描述。
實(shí)施例1面積35×35平方毫米、厚度0.5毫米的卷動(dòng)磨光AlMg3薄片用蒸餾氯仿脫脂，然后在50℃在NaOH(5克/升)水溶液中放置20秒。
然后該薄片在H3PO4(100克/升)中預(yù)酸洗20秒，在蒸餾水中漂洗30秒，再在35℃和在交流電壓35伏、120毫安/平方厘米的條件下，在HCl/H3BO3(每種情況為4克/升)混合物中電化學(xué)酸洗該薄片。
在用蒸餾水漂洗該薄片30秒、在NaOH(5克/升)水溶液中用堿漂洗30秒后，再在蒸餾水中漂洗30秒，然后在25℃、直流電壓50伏的30毫安/平方厘米條件下，在H2SO4(200克/升)中陽極氧化90秒。
然后，薄片在蒸餾水中漂洗30秒，然后在40℃在NaHCO3(20克/升)中漂洗60秒，然后在蒸餾水中漂洗30秒，在80℃干燥箱中干燥1小時(shí)。
以這種方法處理的薄片采用噴霧法涂布約50毫微米厚的金層。然后，該樣品在密封的容器中，在室溫下，在n-癸硫醇乙醇溶液(1克/升)中浸漬涂布24小時(shí)，然后用乙醇漂洗并干燥。
該表面具有水的靜態(tài)接觸角為167°。如果表面傾斜＜10°，容量10微升的水滴會(huì)滑離。
如在“1、表面外形的測(cè)定”中所描述的方法，分析這種表面的表面外形，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)以曲線1繪制于圖1。
在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3計(jì)算的歸一化傅立葉振幅S(logf)的積分是0.81。
該表面具有水的靜態(tài)接觸角161°。如果表面傾斜＜10°，容量10微升的水滴會(huì)滑離。
如“1、表面外形的測(cè)定”所描述的方法，分析這種表面的表面外形，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)以曲線2繪制于圖1。
在積分限log(fl/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3計(jì)算的歸一化傅立葉振幅S(logf)的積分是0.58。對(duì)比實(shí)施例3在本實(shí)施例中，準(zhǔn)確如實(shí)施例2所描述的方法處理和涂布AlMg3薄片，盡管該薄片在1MNaOH中蝕刻120秒。
該表面具有水的靜態(tài)接觸角150°。如果表面傾斜＜10°，體積10微升水滴不會(huì)滑離。
如“1、表面外形的測(cè)定”所描述的方法，分析這種表面的表面外形，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)以曲線1繪制于圖3。
在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3計(jì)算的歸一化傅立葉振幅S(logf)的積分是0.46。對(duì)比實(shí)施例4在本實(shí)施例中，35×35平方毫米、厚度1毫米的聚碳酸酯基材，通過噴霧法涂布200毫微米厚度的鋁層。然后該樣品在100℃蒸餾水中處理30分鐘，再在室溫下在蒸餾水中漂洗30秒，然后在80℃干燥箱中干燥1小時(shí)。
這種方法處理的樣品噴霧涂布約50毫微米厚度的金層。最后，該樣品在密封的容器中，在室溫下，在n-癸硫醇的乙醇溶液(1克/升)中浸漬涂布24小時(shí)，然后用乙醇漂洗并干燥。
該表面具有水的靜態(tài)接觸角135°。如果表面傾斜＜10°，體積10微升水滴不會(huì)滑離。
如“1、表面外形的測(cè)定”所描述的方法，分析這種表面的表面外形，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)以曲線4繪制于圖1。
在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3計(jì)算的歸一化傅立葉振幅S(logf)積分是0.28。
對(duì)比實(shí)施例5在本實(shí)施例中，面積35×35平方毫米、厚度0.5毫米的卷動(dòng)磨光AlMg3薄片用蒸餾氯仿脫脂。在蒸餾水中漂洗30秒后，在20℃和10毫安/平方厘米、直流電壓35伏的條件下，在H2SO4(200克/升)中陽極氧化600秒。薄片然后在蒸餾水中漂洗，并在80℃干燥箱中干燥1小時(shí)。
這種方法處理的薄片噴霧涂布約50毫微米厚度的金層。然后在密封的容器中，在室溫下，在n-癸硫醇的乙醇溶液(1克/升)中，浸漬涂布樣品24小時(shí)，然后用乙醇漂洗并干燥。
該表面具有水的靜態(tài)接觸角122°。如果表面傾斜＜10°，體積10微升水滴不會(huì)滑離。
如“1、表面外形的測(cè)定”所描述的方法，分析這種表面的表面外形，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)以曲線5繪制于圖1。
在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)化傅立葉振幅S(logf)積分是0.14。
對(duì)比實(shí)施例6采用蒸汽淀積，使未處理的拋光單晶Si晶片涂以200毫微米金，然后在密封的容器中，在室溫下，在n-癸硫醇的乙醇溶液(1克/升)中，浸漬涂布樣品24小時(shí)，然后用乙醇漂洗并干燥。
該表面具有水的靜態(tài)接觸角115°。如果表面傾斜＜10°，體積10微升水滴不會(huì)滑離。
如“1、表面外形的測(cè)定”所描述的方法，分析這種表面的表面外形，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)以曲線6繪制于圖1。
在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)化傅立葉振幅S(logf)積分是0.04。
對(duì)比實(shí)施例7在本實(shí)施例中，厚度1毫米的35×35平方毫米聚碳酸酯基料噴霧涂布100毫微米厚的鋁層。然后在100℃蒸餾水中處理3分鐘，再在室溫蒸餾水中漂洗30秒，在80℃干燥箱中干燥1小時(shí)。
對(duì)這種方法處理的樣品噴霧涂布約100毫微米厚度的金層。最后，在密封的容器中，在室溫下，在n-癸硫醇的乙醇溶液(1克/升)中，浸漬涂布樣品24小時(shí)，然后用乙醇漂洗并干燥。
該表面具有水的靜態(tài)接觸角147°。如果表面傾斜＜10°，體積10微升水滴不會(huì)滑離。
如“1、表面外形的測(cè)定”所描述的方法，分析這種表面的表面外形，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)以曲線1繪制于圖2。
在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)化傅立葉振幅S(logf)積分是0.39。
實(shí)施例8在本實(shí)施例中，準(zhǔn)確如實(shí)施例7所述的方法制備樣品。但是，與實(shí)施例7相比，使用的金層厚度是50毫微米。
該表面具有水的靜態(tài)接觸角154°。如果表面傾斜＜10°，容量10微升的水滴滑離。
如“1、表面外形的測(cè)定”所描述的方法，分析這種表面的表面外形，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)以曲線2繪制于圖2。
在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3計(jì)算的歸一化傅立葉振幅S(logf)積分是0.53。
對(duì)比實(shí)施例9在本實(shí)施例中，面積35×35平方毫米、厚度0.5毫米的卷動(dòng)磨光AlMg3薄片用蒸餾氯仿脫脂。然后樣品在100℃蒸餾水中處理20秒。該薄片再用乙醇漂洗，并在80℃干燥箱中干燥1小時(shí)。
對(duì)這種方法處理的薄片噴霧涂布約50毫微米厚度的金層。然后在密封的容器中，在室溫下，在n-癸硫醇的乙醇溶液(1克/升)中，浸漬涂布樣品24小時(shí)，然后用乙醇漂洗并干燥。
該表面具有水的靜態(tài)接觸角130°。如果表面傾斜＜10°，體積10微升水滴不會(huì)滑離。
如“1、表面外形的測(cè)定”所描述的方法，分析這種表面的表面外形，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)以曲線3繪制于圖2。
在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3計(jì)算的歸一化傅立葉振幅S(logf)積分是0.15。
對(duì)比實(shí)施例10
在本實(shí)施例中，在基材溫度520K的條件下，采用電子束蒸發(fā)方法，以基材-HLHL(H＝LaF3，L＝MgF2)層順序涂布拋光的單晶Si(100)晶片。使用的各層厚度是，H厚度為100毫微米，L厚度為116毫微米。采用由S.Jakobs、A.Duparré和H.Truckenbrodt公開的“應(yīng)用光學(xué)”(Applied Optics)37，1180(1998)的方法制備樣品。
對(duì)這種方法處理的樣品噴霧涂布約50毫微米厚度金層。最后，在密封的容器中，在室溫下，在n-癸硫醇的乙醇溶液(1克/升)中，浸漬涂布樣品24小時(shí)，然后用乙醇漂洗并干燥。
該表面具有水的靜態(tài)接觸角120°。如果表面傾斜＜10°，體積10微升水滴不會(huì)滑離。
如“1、表面外形的測(cè)定”所描述的方法，分析這種表面的表面外形，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)以曲線1繪制于圖3。
在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3計(jì)算的歸一化傅立葉振幅S(logf)積分是0.10。
對(duì)比實(shí)施例11在本實(shí)施例中，如實(shí)施例10所描述的方法制備樣品。但是，代替層基材-(HL)2，這里的層順序是基材-(HL)8。
該表面具有水的靜態(tài)接觸角130°。如果表面傾斜＜10°，體積10微升水滴不會(huì)滑離。
如“1、表面外形的測(cè)定”所描述的方法，分析這種表面的表面外形，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)以曲線2繪制于圖3。
在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3計(jì)算的歸一化傅立葉振幅S(logf)積分是0.23。
實(shí)施例12在本實(shí)施例中，如德國(guó)專利申請(qǐng)文件19935326.3所描述的相同方法制備樣品。如DE19603241所描述的方法制備環(huán)-{SiO(CH3)[(CH2)2Si(OH)(CH3)2]}4(下面記為D4-硅醇)。
4.1克AEROSILR812(Degussa)分散于28.5克1-甲氧基-2-丙醇、5.0克D4-硅醇和6.5克四乙氧基硅烷中。向其加入1.1克0.1N對(duì)-甲苯磺酸，該混合物在室溫(23℃)下攪拌1小時(shí)。然后用拉膜架將得到的涂層溶液涂布到玻璃上，溫的薄膜厚度120微米。在揮發(fā)成分在室溫下蒸發(fā)掉之后，在對(duì)流干燥箱中，在130℃將涂層固化1小時(shí)。
對(duì)這種方法處理的樣品噴霧涂布約50毫微米厚度金層。最后，在密封的容器中，在室溫下，在n-癸硫醇的乙醇溶液(1克/升)中，浸漬涂布樣品24小時(shí)，然后用乙醇漂洗并干燥。
該表面具有水的靜態(tài)接觸角165°。如果表面傾斜＜10°，容量10微升的水滴滑離。
如“1、表面外形的測(cè)定”所描述的方法，分析這種表面的表面外形，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)以曲線1繪制于圖4。
在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3計(jì)算的歸一化傅立葉振幅S(logf)積分是0.71。
實(shí)施例13在本實(shí)施例中，如實(shí)施例12所描述的方法制備樣品，在這里，代替1.1克p-甲苯磺酸，加入2.3克HCl。
該表面具有水的靜態(tài)接觸角157°。如果表面傾斜＜10°，容量10微升的水滴滑離。
如“1、表面外形的測(cè)定”所描述的方法，分析這種表面的表面外形，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)以曲線2繪制于圖4。
在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)化傅立葉振幅S(logf)積分是0.60。
實(shí)施例14陰模塑在本實(shí)施例中，用聚合物溶液制備超疏表面的陰模。使用的模具是實(shí)施例1得到的表面。
使用拉膜架，將約20微米厚的聚(甲基丙烯酸甲酯-共-甲基丙烯酸全氟十八烷基酯)(-[CH2-C(COOCH3)CH3]n-共-[CH2-C(COO-C18F37)CH3]m-，其中n/m比是10；50％濃度(重量)丁酮溶液)倒在這個(gè)模具表面上，其中30％聚合物溶于二氯甲烷中。在室溫干燥后，用解剖刀從薄膜切下10毫米寬的條，用透明膠帶從上面增強(qiáng)，然后從模具上剝下。
與模具接觸的底面噴霧涂布約50毫微米厚的金層。最后，在密封的容器中，在室溫下，采用蒸汽淀積方法，以n-癸硫醇蒸汽涂布樣品24小時(shí)，然后用乙醇漂洗并干燥。
該表面具有水的靜態(tài)接觸角165°。如果表面傾斜＜10°，容量10微升的水滴滑離。
實(shí)施例15陽模在本實(shí)施例中，使用聚合物溶液制備超疏表面的陽模。使用的模具是實(shí)施例1中得到的表面。
步驟1制備超疏模具表面的陰模使用拉模架，將約100微米厚的二酚A聚碳酸酯(Mn＝10000)，用濃度50％(重量)二氯甲烷溶液倒入這個(gè)模具表面上，其中30％聚合物溶解在二氯甲烷中。在室溫下干燥后，用解剖刀從薄膜切下20毫米寬的條，用透明膠帶從上面增強(qiáng)，然后從模具上剝下。
薄膜的底面(最初面向模具的面)噴霧涂布約50毫微米厚的金層。然后，在密封的容器中，在室溫下，用幾滴n-全氟辛硫醇在α，α，α-三氟甲苯溶液(1克/升)中的溶液，涂布樣品金層24小時(shí)，然后用α，α，α-三氟甲苯漂洗并干燥。
步驟2用聚合物混合物模塑原始表面的陰模，該混合物含有作為添加劑的疏油聚合物使用鑄塑模架，將含有約10％(重量)聚(甲基丙烯酸甲酯-共-甲基丙烯酸全氟十八烷基酯)(-[CH2-C(COOCH3)CH3]n-共-[CH2-C(COOC18F37)CH3]m-，n/m＝10)的約20微米厚聚苯乙烯倒在這個(gè)模具表面上，在這里，30％聚合物混合物溶于二氯甲烷中。在室溫下緩慢干燥(約10小時(shí))之后，用解剖刀從薄膜上切下10毫米寬的條，用透明膠帶在上面增強(qiáng)，然后從模具上剝下。
與模具接觸底噴霧涂布約50毫微米厚的金層。最后，在密封的容器中，在室溫下，采用蒸汽淀積方法，用n-癸硫醇蒸汽涂布樣品24小時(shí)，然后用乙醇漂洗并干燥。
該表面具有水的靜態(tài)接觸角164°。如果表面傾斜＜10°，體積10微升的水滴滑離。
表1 再一次匯集了本發(fā)明實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例的結(jié)果。
很清楚的是，只有在水滴在表面的接觸角＞150°的超疏表面情況下，在積分限log(f1/μm-1)＝-3至log(f2/μm-1)＝3計(jì)算的曲線a(f)·f＝S(logf)的積分才大于或等于0.5。
這樣一種超疏表面的陽?；蜿幠Ｍ瑯赢a(chǎn)生了接觸角＞150°。
表權(quán)利要求
1.一種具有超疏性質(zhì)的結(jié)構(gòu)表面，其特征在于它具有一種表面外形，其中函數(shù)SS(logf)＝a(f)·f(1)，給出了各個(gè)傅立葉分量的空間頻率f與其振幅a(f)之間的關(guān)系，函數(shù)S在積分限log(f1/μm-1)＝-3與log(f2/μm-1)＝3的積分值是至少0.5，該表面由疏水的，或者特別地由疏油材料構(gòu)成，或涂布以疏水的，或者特別是疏油材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面，其特征在于積分是＞0.6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超疏表面，其特征在于它具有接觸角至少150°和滑離角＜10°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求所述的超疏表面，其特征在于接觸角為至少155°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的超疏表面，其特征在于它由金屬或塑料構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超疏表面，其特征在于金屬選自鈹、鎂、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鋁、鎵、釔、鋯、鈮、鉬、锝、釕、錸、鈀、銀、鎘、銦、錫、鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、鉈、鉛、鉍，特別地鈦、鋁、鎂和鎳或所述金屬的合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超疏表面，其特征在于金屬是鋁-鎂合金，特別地AlMg3。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超疏表面，其特征在于塑料是熱固性聚合物或熱塑性聚合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超疏表面，其特征在于熱固性聚合物選自鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、環(huán)氧樹脂、脲甲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、三聚氰胺-苯酚-甲醛樹脂、苯酚-甲醛樹脂、聚酰亞胺、硅氧烷橡膠和不飽和聚酯樹脂；熱塑性聚合物選自熱塑性聚烯烴，例如聚丙烯或聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚酯(例如PBT或PET)、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、SAN樹脂、含有橡膠的苯乙烯接枝共聚物，例如ABS聚合物、聚酰胺、聚氨酯、聚亞苯基硫醚、聚氯乙烯或任何可能的所述聚合物的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述的超疏表面，其特征在于該表面具有疏水疏化助劑，特別是陰離子、陽離子、兩性或非離子的界面活性化合物。
11.一種具有根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一權(quán)利要求所述的超疏表面的材料或建筑材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一權(quán)利要求所述的超疏表面在用作車輛車身、飛機(jī)機(jī)體或船身的減少磨擦內(nèi)襯中的應(yīng)用。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一權(quán)利要求所述的超疏表面在用作建筑物結(jié)構(gòu)、屋頂、窗戶、陶瓷建筑材料例如用于衛(wèi)生裝置、家庭用具的自清潔涂層或鑲板中的應(yīng)用。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一權(quán)利要求所述的超疏表面在用作金屬物品的防銹涂層中的應(yīng)用。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一權(quán)利要求所述的超疏表面在用作透明片或特別是玻璃或塑料片的透明片外涂層，特別在用于太陽能電池、車輛或溫室中的應(yīng)用。
16.一種制備具有根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一權(quán)利要求所述的具有超疏性質(zhì)的基于AlMg3合金的表面的方法，其特征在于該表面在沸水中被清潔、蝕刻、陽極氧化、鈍化，任選地涂有貴金屬作為附著促進(jìn)劑，特別地涂層厚度10-100毫微米金，尤其采用噴霧法涂布，以及涂布疏水材料，特別是涂布陰離子、陽離子、兩性或非離子、界面活性化合物作為疏化助劑。
17.一種通過模塑制備具有超疏性質(zhì)的表面的方法，其特征在于具有與超疏表面相適合的表面外形的負(fù)外形模具，用塑料和疏水添加劑，特別地疏油添加劑的混合物模塑成形，在固化時(shí)，在模具的表面和塑料模塑之間作為薄膜分離出。
18.一種通過模塑制備具有超疏性質(zhì)的表面的方法，其特征在于具有與超疏表面相適合的表面結(jié)構(gòu)的陽模表面，用塑料，特別地?zé)峁绦跃酆衔锘驘崴苄跃酆衔锬Ｋ?，得到具有陽模表面的陰模的模塑表面任選地帶有附著促進(jìn)劑層，然后帶有疏水涂層，或者特別是疏油涂層。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于使用的聚合物是疏水聚合物，優(yōu)選地聚(甲基丙烯甲酸酯-共-甲基丙烯酸全氟十八烷基酯)，任選地省去額外涂布疏水材料或疏油材料。
20.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的方法，其特征在于使用的模具是酸洗的、陽極處理的表面的表面結(jié)構(gòu)的陰?；蜿柲＃旧嫌射X或鋁合金組成，并且用50-100℃熱水處理。
21.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的方法，其特征在于使用的模具是微結(jié)構(gòu)、陽極處理、煅燒表面的表面結(jié)構(gòu)的陰?；蜿柲?，它基本上由鋁或鋁合金組成。
22.根據(jù)權(quán)利要求17-21中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于模塑使用的塑料是熱固性聚合物或熱塑性聚合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于熱固性聚合物選自鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、環(huán)氧樹脂、脲甲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、三聚氰胺-苯酚-甲醛樹脂、苯酚-甲醛樹脂、聚酰亞胺、硅酮橡膠和不飽和聚酯樹脂。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于熱塑性聚合物選自熱塑性聚烯烴，例如聚丙烯或聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚酯(例如PBT或PET)、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、SAN樹脂、含有苯乙烯接枝共聚物的橡膠，例如ABS聚合物、聚酰胺、聚氨酯、聚亞苯基硫醚、聚氯乙烯或任何可能的所述聚合物的混合物。
25.根據(jù)權(quán)利要求17-24中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于帶有陰模的模塑表面涂有超疏疏化助劑，特別是陰離子、陽離子、兩性或非離子界面活性化合物，或者使表面疏化的這樣的疏化助劑用作與聚合物相容的添加劑。
26.一種用于超疏性表面測(cè)試的方法，其特征在于特別采用蒸汽淀積方法在表面涂布貴金屬或GaAs作為粘合促進(jìn)劑，特別是涂布金，特別是涂層厚度是10-100毫微米，該表面涂布以疏化助劑，優(yōu)選地涂布癸硫醇，然后分析表面外形，特別地采用掃描隧道顯微鏡、掃描原子動(dòng)力顯微鏡和白光干涉儀聯(lián)合分析表面外形，由測(cè)量數(shù)據(jù)得到空間頻率f及其振幅a(f)，和在積分限log(f1/μm-1)＝-3和log(f2/μm-1)＝3計(jì)算的函數(shù)SS(logf)＝a(f)·f(1)的積分。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有超疏性質(zhì)的結(jié)構(gòu)超疏表面。所述表面具有一種表面外形,其中函數(shù)S(log f)=a(f)·f給出了各個(gè)傅立葉分量的空間頻率f及其振輻a(f)之間的關(guān)系,在積分限log(f
文檔編號(hào)C25D11/04GK1337984SQ99816291
公開日2002年2月27日 申請(qǐng)日期1999年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月24日
發(fā)明者K·雷斯, D·－G·杜夫, G·維斯梅爾, M·弗茨, J·基爾斯特拉, D·呂勒, B·科勒 申請(qǐng)人:森尼克斯表面毫微技術(shù)股份有限公司