[發明專利]利用快速膨脹溶液在固體上制備超疏水表面的方法

無效

• 申請號: 200880101207.0
• 申請日: 2008-06-30
• 公開（公告）號: CN101772381A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 奧斯卡·彼得·維爾納;拉爾斯-埃里克·魯道夫·沃格貝里;夏洛特·克里斯蒂娜·特納;全燦;揚-克里斯特·埃里克松
• 申請（專利權）人: 瑞典樹木科技公司
• 主分類號: B05D5/08
• 分類號: B05D5/08;B05D1/12;B05D5/00;C09K3/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠;李春暉

1.一種在固體基底上制備超疏水表面的方法，包括步驟：

(a)提供容器內的加壓流體形式的溶劑，其中所述流體隨著壓力的減小顯示出溶解能力的降低；

(b)向所述溶劑添加疏水物質作為溶質，該物質可溶于所述加壓流體，并且能夠在所述流體膨脹后結晶，由此在所述容器中得到所述溶劑和所述溶質的溶液；

(c)在所述容器上開有至少一個孔，由此導致所述加壓溶液流出所述容器并在周圍空氣中或在壓力低于所述容器內壓力的膨脹腔內氣化，所述溶質由此形成顆粒；

(d)將所述顆粒沉積到所述基底上以獲得超疏水表面。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述溶劑是超臨界流體，例如CO₂、N₂、Ar、Xe、C₃H₈、NH₃、C₄H₁₀、SF₆、CCl₂F₂、CHF₃，優選為CO₂。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述流體顯示出從超臨界相到流體相/氣相降低至少10倍的溶解能力。

4.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述容器內的所述流體的壓力在50-500Bar的區間內，優選為150-300Bar。

5.根據權利要求2所述的方法，其中，所述容器內的所述流體的壓力和溫度在所述流體的臨界值以上。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述疏水溶質顯示出90°以上的對水的固有接觸角，并且所述疏水溶質選自：蠟，例如AKD；包含長飽和烴鏈的物質，例如硬脂、硬脂酸、蜂蠟；或塑料物質，例如聚乙烯和氟化聚合物。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述溶液接近于所述溶劑/溶質組合的飽和水平。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述溶液的溫度在30到150℃的區間內，優選為40到80℃，最優選地在所述溶質的熔點以上。

9.根據權利要求1所述的方法，其中，在所述容器上開有多于一個的孔。

10.根據權利要求1所述的方法，其中，所述孔到所述基底的距離在0.5到100cm的區間內，1到60cm的區間內，優選為1到6cm。

11.根據權利要求1所述的方法，其中，所述膨脹腔內的壓力在所述溶劑的氣化界限以下并且在真空以上，優選地在環境壓力的水平。

12.根據上述任一權利要求所述的方法，其中，所形成的所述顆粒基本上在10nm到100μm的尺寸范圍內。

13.根據權利要求1所述的方法，其中，連續地向所述溶劑添加所述溶質。

14.根據權利要求1所述的方法，其中，在沉積過程中移動或滾動所述基底。

15.用于在基底上制備超疏水表面的裝置，包括可加壓容器和膨脹腔，所述容器被設置為包含例如超臨界流體的溶劑與結晶物質或可沉淀物質形式的溶質組成的溶液，所述容器還包括至少一個孔，適合于將加壓溶液的流出物引導至所述膨脹腔內，所述膨脹腔被設置為允許所述溶液氣化，以使得所述結晶物質或可沉淀物質形成顆粒，所述顆粒沉積到安裝在樣品保持器上的基底上。

16.根據權利要求15所述的裝置，其中，所述膨脹腔被設置為使得所述溶劑被再循環到所述可加壓容器。

17.根據權利要求15所述的裝置，其中，所述容器被設置為允許連續地向所述溶液添加所述溶質。

18.根據權利要求15所述的裝置，其中，所述基底保持器適合于在向所述基底沉積的過程中被移動或滾動。

19.利用權利要求1-14所述的方法制備的超疏水膜。

20.根據權利要求19所述的超疏水膜，其具有小于10g/m²的表面密度，優選為約1g/m²。

21.一種基底，其上沉積有根據權利要求19-20所述的超疏水膜。

22.根據權利要求21所述的基底，其中，所述基底選自：紙、塑料、玻璃、金屬、木材、纖維素、硅石、碳帶、紡織品、涂料。