[發明專利]聚合物疏水表面的制備方法

無效

• 申請號: 200810205055.0
• 申請日: 2008-12-30
• 公開（公告）號: CN101456016A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 王蘇浩;李梅;路慶華;何丹農
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: B05D7/24
• 分類號: B05D7/24;B05D3/00;B05D3/02;C09D181/02;C09D125/06;C09D133/12;C09D167/02;C09D7/12;C09D5/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種化工材料中聚合物技術領域的制備方法，具體是一種聚 合物疏水表面的制備方法。

背景技術

潤濕性是固體表面的重要性質之一，通常用液體在固體表面的接觸角來衡 量。一般把水的接觸角大于150°并且水滴很容易滾落的固體表面稱為超疏水表 面，在自清潔材料、微流體和無損液體傳輸等很多領域有廣泛的應用前景。人們 在自然界中已經發現了超疏水荷葉表面的典型實例，并且認識到其接觸角的大小 主要取決于表面自由能和微觀幾何結構兩個因素。因此開發了制備超疏水表面的 兩類方法，即在低能表面上制備特殊的表面結構；或者在具有微納米復合結構的 表面上修飾低表面能的物質。

經對現有技術的文獻檢索發現，Feng?Zhou等在《化學學報》(2006年64卷 8期)上發表的文章《溶膠凝膠法制備仿生超疏水性薄膜》，該文通過溶膠-凝膠 法和自組裝制備了具有超疏水性的薄膜，水滴在該薄膜上的平衡靜態接觸角為 155°，滾落角為5°(3μL的水滴)。其不足之處是步驟繁瑣，需要多次組裝，同 時對組裝物質和基底具有匹配要求。

檢索中還發現，Zhigang?Guo等在《J.Am.Chem.Soc.》(《美國化學會志》) (2005，127，15670)上發表的文章“Stable?Biomimetic?Super-Hydrophobic Engineering?Materials”，該文中提出超疏水鋁及鋁合金的制備方法，具體方法為 先采用氫氧化鈉溶液刻蝕鋁及鋁合金，在分別經過全氟壬烷和乙烯基封端的聚二 甲基硅氧烷修飾后得到超疏水性，該方法簡便易行，其不足之處在于需先蝕刻待 處理表面后才能進行疏水處理，同時該技術未說明如何在玻璃、硅等材料上制備 疏水表面。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種聚合物疏水表面的制備方 法，本發明對于陶瓷、玻璃、金屬、塑料具有粘結性，不必使用腐蝕性物質破壞 原有基面即可制備出具有疏水特性的表面，本發明的方法步驟簡單易行，易于普 及。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括以下步驟：

①配制聚合物分散液和疏水性二氧化硅分散液；

所述的聚合物分散液是將聚苯硫醚微粉、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚 對苯二甲酸乙二醇酯以質量百分比為20g/L～100g/L的濃度通過超聲分散的方式 分散或溶解于有機溶劑中；

所述的疏水性二氧化硅分散液是將聚二甲基硅氧烷修飾過的二氧化硅疏水 性微粉和表面活性劑以質量百分比為67g/L～100g/L的濃度通過超聲分散的方式 分散于有機溶劑中；

所述有機溶劑是指無水乙醇、異丁醇、甲苯、氯仿、N，N-二甲基甲酰胺、 N，N-二甲基乙酰胺、四氫呋喃中的一種或其組合而成的無水或含水的混合溶劑。

所述的表面活性劑為聚氧乙烯基醚、聚乙烯基吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸鈉、 硬脂酸鈉、烷基三甲基溴化銨。

②將聚合物分散液和疏水性二氧化硅分散液以體積比為1∶2～1∶1的比例 混合均勻后，制成疏水涂料；

③采用噴槍將疏水涂料均勻噴涂至清洗干凈的基面上；

所述的基面，是指陶瓷、玻璃、金屬或塑料片的表面。

所述的均勻噴涂，是指經過噴涂后的基面上的疏水涂料厚度為3.2μm～ 4.2μm。

④最后將經噴涂的基面進行熱處理，待冷卻后得到的疏水表面接觸角大于 150°，滾動角小于10°。

所述的熱處理是指在60℃～80℃的環境下烘干0.5小時后再在160℃～ 300℃的環境下保溫1.5小時；或者直接在60℃～80℃的環境下烘干6～8小時。

經本發明處理后所得的涂層表面具有顯著的超疏水性能，且得到的表面色澤 均一，性能穩定，經擦洗超疏水性能沒有被破壞，制備工藝簡單且實施成本較低， 能夠適用于各種材質的表面，并不必使用腐蝕性物質破壞原有材質。

附圖說明

圖1為實施例1中水滴接觸角照片；

圖2為實施例1中水滴滾落角照片；

圖3為實施例1中的疏水表面的掃描電子顯微鏡照片。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明：本實施例以本發明技術方案為 前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍 不限于下述的實施例。

實施例1