[發明專利]可交聯表面含氟納米微球及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201110373304.9
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102432781A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 張干偉;鄒海良;李銀輝;劉國軍;涂園園;何谷平;胡盛逾
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: C08F292/00
• 分類號: C08F292/00;C08F220/24;C08F230/08;C08F265/04;C09D151/10;C09D151/00;C01B33/12
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

1.一種可交聯表面含氟納米微球，其特征在于具有如式I所示的通式：

(式I)；

式中黑色實體部分為基質；

g表示接枝；接枝部分是由A結構單元和B結構單元組成的的無規共聚物；

m為1～500的整數；

n為1～500的整數；

co表示由A和B單體形成的共聚物；

A部分代表的單體的結構如式II所示；

(式II)

式II中，R₁為氫原子或甲基；R₂為烷氧基硅烷基團或者酰氧基烷氧基硅烷基團；

B部分代表的單體的結構如式III所示；

(式III)

式III中，R₃為氫原子或甲基；R₄為全氟苯基、全氟氧烷基、全氟烷基或者烷基全氟烷基酯。

2.根據權利要求1所述的可交聯表面含氟納米微球，其特征在于：

所述的基質為二氧化硅微球，氧化鋁微球，氧化鐵微球或者交聯的聚合物微球；微球的粒徑為10～1000nm；

所述的烷氧基硅烷基團為三烷氧基硅烷基團或二烷氧基硅烷基團。

3.根據權利要求1所述的可交聯表面含氟納米微球，其特征在于：

所述的A為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三丙氧基硅烷；

所述的B為全氟苯乙烯、全氟正丙基乙烯基醚、全氟己基乙烯、全氟丁基乙烯、全氟十二烷基乙基丙烯酸酯、全氟癸基乙基丙烯酸酯、全氟辛基乙基丙烯酸酯、全氟庚基乙基丙烯酸酯、全氟十二烷基乙基甲基丙烯酸酯、全氟癸基乙基甲基丙烯酸酯、全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯或全氟庚基乙基甲基丙烯酸酯中的一種。

4.一種具有超雙疏性表面的材料的制備方法，其特征在于包含以下步驟：

(1)將基底材料預處理，得到預處理后的基底材料；

(2)將權利要求1～3任一項所述的可交聯表面含氟納米微球置于含氟溶劑中，超聲處理，使可交聯表面含氟納米微球分散在含氟溶劑中，得到微球懸浮溶液；

(3)攪拌下往微球懸浮溶液中加入鹽酸四氫呋喃溶液和水，再放入預處理后的基底材料，20～30℃下反應5～24h；將反應后的基底材料取出，依次用含氟溶劑、四氫呋喃、水洗滌，然后真空干燥，得到具有超雙疏性表面的材料。

5.根據權利要求4所述的具有超雙疏性表面的材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)所述的基底材料為玻璃、濾紙、塑料、棉布或陶瓷中的一種；

所述的基底材料為玻璃時，預處理步驟如下：將玻璃表面清洗干凈，去除油污；

所述的基底材料為濾紙、塑料和棉布時，預處理步驟如下：依次用乙醇、水洗滌，然后干燥；

所述的基底材料為陶瓷時，預處理步驟如下：用鹽酸溶液浸泡過夜，然后依次用乙醇、水洗滌，最后干燥。

6.根據權利要求5所述的具有超雙疏性表面的材料的制備方法，其特征在于：所述的鹽酸溶液為質量濃度5％；

7.根據權利要求4所述的具有超雙疏性表面的材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)所述的含氟溶劑為三氟甲苯、全氟苯或三氟乙烷中的一種；

步驟(2)所述的超聲分散的時間為1～30min；

步驟(2)所述的微球懸浮溶液中微球的濃度為1～100mg/ml。

8.根據權利要求4所述的具有超雙疏性表面的材料的制備方法，其特征在于：步驟(3)所述的含氟溶劑為三氟甲苯、全氟苯或三氟乙烷中的一種；

步驟(3)所述的鹽酸四氫呋喃溶液的濃度為0.05～1mol/L；

步驟(3)所述的鹽酸四氫呋喃溶液的加入量為含氟溶劑體積的1～10％；

步驟(3)所述水的加入量相當于步驟(2)使用的含氟溶劑體積的1～10‰。

9.一種具有超雙疏性表面的材料，通過權利要求4～8任一項所述的具有超雙疏性表面的材料的制備方法得到，其特征在于：其超雙疏性表面的水接觸角大于150°，油接觸角大于150°。

10.根據權利要求9所述的具有超雙疏性表面的材料在生產生活中的應用。