[發明專利]一種耐用性超疏水材料的制備方法

無效

• 申請號: 201310094667.8
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103214690A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 潘欽敏;祝青;楚盈;陳寧
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C08J9/40
• 分類號: C08J9/40;C08J7/00;C08J7/06;C03C17/23;C23C24/00;B01D17/022
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及一種超疏水材料的制備方法。

背景技術

近年來，自然界植物葉表面的特殊疏水界面性能引起了人們廣泛的關注，疏水性能是指材料表面與水滴的接觸角大于90°的表面，而超疏水表面一般指與水滴的接觸角大于150°的表面。受到自然界啟發制備的超疏水材料在國防建設、工農業生產和日常生活中都有著極其廣闊的應用前景。

根據已有的對粗糙表面與浸潤性的研究結果，構造超疏水性界面可以通過兩種途徑來完成：一種是在疏水材料(接觸角大于90°)表面構建粗糙結構；另一種是在粗糙表面修飾低表面能物質。研究結果表明：即使使用表面能最低的氟硅烷自組裝修飾的光滑固體表面與水的接觸角也不能超過120°，這說明低表面能材料只是制備超疏水表面的基本條件，而具不同微納米階層復合結構才是決定性因素。目前已經涌現出各種超疏水界面的制備方法，例如，密歇根理工大學Lee等人通過化學氣相沉積CVD方法在不銹鋼網孔膜上沉積一層碳納米管，使基體變成超疏水的網孔膜，使用這種網孔膜對油水乳液進行分離，分離效率可達80%，但在使用沉積碳納米管膜之前需要使用PLD（脈沖激光沉積）預先在基體上沉積一層35nm厚的Al₂O₃膜和10nm厚的Fe催化層，制備過程繁復，而且需要使用昂貴的儀器設備。（Lee,C.H.;Johnson,N.;Drelich,J.;Yap,Y.K.The?performance?of?superhydrophobic?and?superoleophilic?carbon?nanotube?meshes?in?water-oil?filtration.Carbon2011,49,669-676.）。南京工業大學Wang等人使用靜電紡絲技術在銅網基體上覆蓋熱塑性聚氨酯網孔纖維，然后浸沒于十六烷基三甲氧甲基硅烷修飾過的SiO₂溶液中形成小珠與纖維交織的疏水聚氨酯材料，這種材料可以用來進行水油混合物的分離。但是這種類似網狀的薄膜的超疏水分離材料需要使用靜電紡絲儀器設備制備，操作復雜，而且這種聚氨酯網孔纖維與銅網基體連接不牢固，容易脫落，反復使用幾次后材料會失去超疏水性能。（Wang,L.F.;Yang,S.Y.;Wang,J.;Wang,C.F.;Chen,L.Fabrication?of?superhydrophobic?TPU?film?for?oil–water?separation?based?on?electrospinning?route.Mater.Lett.2011,65,869-872.）。

人工合成制備的超疏水材料大部分需要使用較多的處理步驟和復雜昂貴的設備，提高了材料制備的成本和不確定因素，不利于超疏水材料的工業化生產，而且針對不同基體的疏水表面處理需要不同的處理工藝和儀器設備，同時制備的超疏水表層不耐外界機械作用力，容易與基體分離脫落，限制了超疏水材料的開發和實際應用。因此，開發一種簡單的快捷且不需昂貴設備的耐用性超疏水材料制備方法可開發多種類型的超疏水材料，降低生產成本，提高超疏水材料的使用壽命，具有廣闊的工業化前景。

發明內容

本發明是要解決現有制備超疏水材料的方法存在生產成本高和超疏水表層易脫落而失去疏水性能的問題，而提供一種耐用性超疏水材料的制備方法。

本發明一種耐用性超疏水材料的制備方法，按以下步驟進行：