[發明專利]自潔凈薄膜的制備方法

無效

• 申請號: 201410842761.1
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104445054A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 葉向東;蔡安江;閆觀海
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

【技術領域】

本發明屬于微納加工技術領域，特別涉及一種自潔凈薄膜的制備方法。

【背景技術】

高效抗污染的自潔凈、自清潔結構一直備受關注。現有的抗污染、自潔凈性能大多是通過將具有光催化或高親水性的納米粒子涂覆到基材表面來實現的。但目前方法中納米粒子的固定效果不佳，使得納米粒子容易從基材表面脫落，從而影響了自潔凈、自清潔產品的質量和壽命。

【發明內容】

本發明的目的在于提供一種自潔凈薄膜的制備方法，該方法所制備的自潔膜并可方便地黏貼在各種基材表面，如玻璃、陶瓷、金屬、塑料基材或釉面、搪瓷等基材的表面，使基材具有良好的自潔凈、自清潔效果。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種自潔凈薄膜的制備方法，包括以下步驟：

(a)將熱塑性聚合物薄膜清洗干凈；

(b)將聚合物薄膜放置在加熱板上，將模板具有微納復合結構的一面壓在聚合物薄膜上；

(c)加熱加熱板，使加熱板表面溫度達到聚合物材料的玻璃態溫度，聚合物產生流動性，模板在壓力作用下完全壓入聚合物內部；

(d)使加熱板冷卻至室溫，然后分離模板；再將聚合物薄膜從加熱板上剝離下來，獲得自潔凈薄膜，該自潔凈薄膜表面出現微納復合結構，即微結構為凹凸結構，而凹凸結構表面還具有納米級的孔洞和/或柱陣列。

優選的，模板的微米結構是微米級的凹凸結構，其凹凸結構的高度小于聚合物薄膜的厚度；納米結構是納米柱和/或納米孔陣列結構。

優選的，熱塑性聚合物薄膜的厚度為1um-1000um。

優選的，所述模為金屬模板或聚合物模板。

優選的，微納復合結構的模板的制備方法，包括以下步驟：

(1)將鋁薄片清潔干凈；

(2)在清潔的鋁薄片表面涂敷一層光刻膠；

(3)對鋁薄片上的光刻膠進行微圖形化加工，形成光刻膠的微米圖形結構；

(4)以光刻膠微米圖形結構為掩膜進行刻蝕，對鋁薄片進行圖形化加工；

(5)去除鋁薄片表面的光刻膠圖形化結構層，得到的鋁薄片上形成的微米級凸起和凹下結構，制得微圖形化的鋁薄片；

(6)采用陽極氧化法，將上步得到的微圖形化的鋁薄片作為陽極，以銅或鉑作為陰極，浸沒于電解液中，進行電解，在鋁薄片的微米級凸起和凹下結構上形成納米級的孔陣列；

(7)將鋁薄片從電解液中取出，清洗干凈即得到具有微納復合結構的鋁薄片；

(8)采用電鑄法，以步驟(7)中得到的具有微納復合結構的鋁薄片為母板，在金屬電解液中進行電鑄，形成與鋁薄片上微納復合結構互補的微納復合結構模板；

(9)去除鋁薄片母板，得到微納復合結構的金屬模板；此金屬模板的微米結構為凹凸結構，而納米結構為凹凸結構上的納米柱陣列。

優選的，采用澆筑法，將液態的聚合物澆筑于步驟(9)制得的金屬材質的微納復合結構模板上，然后固化聚合物，得到聚合物材料的微納復合結構模板；該聚合物材料的微納復合結構模板，其微米結構為凹凸結構，而納米結構為凹凸結構上的納米孔陣列。

相對于現有技術，本發明具有以下有意效果：本發明一種自潔凈薄膜的制備方法，方法簡單，通過制備的微納復合結構模板對熱塑性聚合物薄膜進行熱壓印，便可以制備出自潔凈薄膜，該自潔凈薄膜表面具有微納復合結構，其中，微米結構是微米級的凹凸結構；納米結構是納米孔或納米柱陣列結構。如果納米結構為納米孔陣列，則該自潔薄膜具有超親水性能；如果納米結構為納米柱陣列，則該自潔薄膜具有超疏水性能。

【附圖說明】

圖1為具有超親水性能的自潔膜示意圖，其微米結構為微米級凹凸結構，而納米結構為凹凸結構上的納米孔陣列。

圖2為具有超疏水性能的自潔膜示意圖，其微米結構為微米級凹凸結構，而納米結構為凹凸結構上的納米柱陣列。

【具體實施方式】

請參閱圖1所示，本發明一種自潔凈薄膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)采用熱塑性聚合物薄膜1(如市售的聚對苯二甲酸乙二酯PET膜、聚酰亞胺PI膜，其厚度可為1um——1000um)，將其依次分別放入丙酮、乙醇、去離子水等溶液(均為市售)中，通過超聲的方式對聚合物薄膜進行清洗，每次清洗10min，使其表面潔凈；