[發明專利]氟化碳改性超疏水材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110239621.1
• 申請日: 2011-08-19
• 公開（公告）號: CN102382366A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 楊先金;王江平;高磊;楊三可;陳冠龍;解田;周濤
• 申請（專利權）人: 甕福（集團）有限責任公司;華東理工大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L83/04;C08K13/06;C08K9/02;C08K3/04;C08K7/00;C09K3/18;B29B7/56;B29B9/06;B29B13/06;B29C43/22;B29C43/58
• 代理公司: 貴陽中工知識產權代理事務所 52106
• 代理人: 劉安寧

技術領域

本發明涉及應用材料，尤其涉及超疏水材料，具體來說涉及一種表面具有超疏水功能的聚合物材料。

背景技術

超疏水材料由于超疏水表面與水滴的接觸面積非常小，且水滴極易從表而滾落，因此，超疏水表面不僅具有自清潔功能，而且還具有防電流傳導、防腐蝕、防水、防霧、防霉、防雪、防霜凍、防黏附、防污染等功能，因而在建筑、服裝紡織、液體輸送、生物醫學、日用品與包裝、交通運輸工具以及微觀分析等領域都具有廣泛的應用前景。

雖然超疏水現象很早就被人關注，制備方法也層出不窮，申請中國專利的有ZL200610011418.8?號《利用軟模板和紫外光固化技術制備表面超疏水材料的方法》、201010562917.2號《銅鋅合金基超疏水材料的制備方法》和201010605599.3號《金屬基超疏水材料的制備方法》。但是，其實際應用一直受到很多限制，沒有實際性進展。

目前報道的超疏水表面的制備方法大多需用到特殊的設備和價格昂貴的氟硅化合物，不適于制備大面積超疏水表面涂層。從實際應用角度考慮，現在的超疏水表面的強度和持久性差，使得這種表面在許多場合的應用受到限制，表面的微結構也因機械強度差而易被外力破壞，導致超疏水性的喪失。

由于現在世界范圍內低碳環保的趨勢，迫切需要開發簡單可行、環保經濟的超疏水材料的制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種氟化碳改性超疏水材料，它不僅具有良好的超疏水效果，而且容易加工，制備方便。

本發明的又一目的在于提供上述氟化碳改性超疏水材料的制備方法，使之能夠工業化生產。

發明人提供的氟化碳改性超疏水材料，是由硅橡膠、硫化劑、氟化碳材料、聚丙烯及助劑為原料制備而成、其靜態接觸角均大于150°，滑移角均小于10°的材料，所述硫化劑是TMTD、PDM、過苯甲酸叔丁酯、叔辛基過氧酯等中的一種或幾種；所述氟化碳材料由碳材料氟化制取得到，所用碳材料包括炭黑、活性炭、焦炭、碳納米管、石墨烯以及其它任何碳單質材料中的一種或幾種；所述助劑是硬脂酸及其鹽硬脂酸鎂、硬脂酸鋅等中的一種或幾種。

發明人提供的氟化碳改性超疏水材料的制備方法包括以下步驟：

(1)?將硅橡膠與硫化劑在雙輥開煉機上開煉，所得預混膠放置備用；

(2)?將碳材料進行氟化:配制氟氣與氮氣的混合氣體；將裝入反應器中的碳材料，真空干燥，連續充氮氣，抽真空，以使反應前保證無氧氣；將氟氣與氮氣的混合氣體引入到反應器中進行氟化反應，反應結束后抽真空換氮氣，即得到氟化碳材料；反應后抽出的氣體通入堿水處理；

(3)?將氟化碳、預混膠、聚丙烯以及助劑用雙螺桿擠出機擠出，其中氟化碳、預混膠、聚丙烯以及助劑的質量配比為?(1-50)∶(1-10)∶?(1-90)∶(1-10)；再用造粒機造粒，得到共混物顆粒；

(4)?將共混物顆粒用平板高溫壓機壓制成板，并用冷壓機冷壓；

(5)?將壓制的板材用砂紙打磨，用鼓風機鼓風去除表面碎屑，即得到所需的超疏水材料。

上述第一步的開煉溫度為0～50℃，開煉時間為5～10min。

上述第二步的氟氣濃度為1％～100％；所述真空干燥的溫度為50℃，干燥時間為5～24h；氟化反應的時間為10min至48h，反應溫度控制在-25℃～100℃；所述抽真空換氮氣的次數為5～10次。

上述第三步的擠出溫度為160℃～220℃、轉速為20～300r/min。

上述第四步的高溫壓制溫度為170℃～220℃，壓力低于10MPa，保壓時間為1～15min；冷壓的壓力低于10MPa，保壓時間為1～15min。

上述第五步砂紙打磨的時間為10s～10min。

本發明的氟化碳改性超疏水材料經過材料的疏水性測試，包括純水的靜態接觸角、純水的動態接觸角。結果表明，產品的靜態接觸角均大于150°，滑移角均小于10°，符合超疏水材料要求。本發明的超疏水材料的超疏水效果顯著，同時加工方法簡單，具有很好的應用前景。而且產品基體內部和表面具有相同成分，當表面受損后，只要再次打磨，就又可以產生所需要的超疏水表面。

具體實施方式

實施例1

①?將硅橡膠與硫化劑過苯甲酸叔丁酯在雙輥開煉機上溫度為20℃的條件下開煉5min，所得預混膠放置備用；其中過苯甲酸叔丁酯的質量分數為0.5％；