[發明專利]一種使用聚丙烯片材制備超疏水表面的方法

有效

• 申請號: 201110115034.1
• 申請日: 2011-05-05
• 公開（公告）號: CN102229125B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 石璞;陳洪;袁志慶
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: B24D15/00
• 分類號: B24D15/00;B29C47/92
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種使用聚丙烯片材制備超疏水表面的新方法，屬材料表面領域。

技術背景

超疏水表面是指與水接觸角(WCA)大于150°、滾動角小于10°的表面。具有該特性表面的材料具有防水、防污、減少流體的粘滯、難粘等特性，自然界中最典型的天然超疏水材料就是荷葉。具有這種新型表面的材料將給人們的日常生活帶來便利。如不久的將來，可望普及防污防水的衣服、阻力小的軍艦和導彈外涂層、免洗玻璃和免洗外墻等。

要使超疏水表面在實際工農業生產及日常生活中真正使用，超疏水表面的制備是關鍵，也是基礎。一般來說，超疏水表面可以通過兩類技術路線來制備：一類是在低表面能的疏水材料表面上構建微米-納米級粗糙結構；另外一類路線是用低表面能物質在微米-納米級粗糙結構上進行修飾處理。其中，如何制備合適的微米-納米級粗糙結構是實驗研究和理論研究的關鍵。從制備方法來說，主要有蒸汽誘導相分離法、模板印刷法、電紡法、溶膠-凝膠法、模板擠壓法、激光和等離子體刻蝕法、拉伸法、腐蝕法以及其它方法。然而，現有的這些方法要么使用昂貴的材料如表面能極低的氟化硅氧烷，要么需要特殊的加工設備如等離子加工設備或復雜的工藝過程，因而成本較高，難以產業化。因此發明一種簡單而且成本低的技術制備超疏水表面是非常有必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡單而又成本低的方法制備具有超疏水表面性能的聚丙烯片材。

本發明的技術方案是使用雙螺桿擠出機制備聚丙烯/納米碳酸鈣復合片材。具體配方為：聚丙烯100份、納米碳酸鈣4～16份、馬來酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)2～4份、白礦油0.2份、TAF潤滑劑0.2份。具體工藝為：雙螺桿擠出機十段加工溫度為：195℃、210℃、220℃、215℃、210℃、205℃、215℃、205℃和190℃，喂料頻率為11Hz，主機頻率為28Hz。制備出的聚丙烯/納米碳酸鈣復合片材主要力學性能為拉伸強度30～35MPa、斷裂伸長率為50～200％、彎曲強度為34～41MPa、彎曲模量為1100～1300MPa、缺口沖擊強度為5.2～8.0KJ/m²。先使用400目粗砂紙打磨聚丙烯片材的表面，再使用600目砂紙精細打磨表面。使用乙醇清洗打磨后聚丙烯片材的表面后，將清洗后的試樣放入90℃甲苯中浸泡2～3小時，取出樣品。然后將取出的樣品放在熱水中清洗。最后將清洗干凈的樣品放入烘箱中，烘箱溫度設為90～100℃，7-8h后取出樣品。即可獲得疏水效果良好的聚丙烯片材。當納米碳酸鈣含量在10份以上時，所處理表面與水的接觸角在150°～157°之間，水滴在涂層表面的滾動角小于10°，具有超疏水特征。

附圖說明

圖1.聚丙烯/13wt％納米碳酸鈣片材表面與水的接觸角測試圖(157°)。

具體實施方式

分別使用4份、7份、10份、13份和16份納米碳酸鈣與聚丙烯制備成片材，通過400目粗砂紙和600目細砂紙打磨，然后使用乙醇清洗片材，再將清洗后的試樣放入90℃甲苯中浸泡2.5小時，取出樣品。然后將取出的樣品放在熱水中清洗。最后將清洗干凈的樣品放入烘箱中，烘箱溫度設為90℃，8h后取出樣品。即可獲得接觸角分別為146°、148°、152°、157°、154°的聚丙烯片材。