[發(fā)明專(zhuān)利]利用石墨烯三維聚集體制備的超疏水涂層及其合成方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611113877.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106752133B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李新昊;呂利冰;柯文瑜;張兵;王夢(mèng)影;趙數(shù)煜;陳接勝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C09D1/00
• 分類(lèi)號(hào): C09D1/00;C09D7/61;C09D201/04;D21H21/16;D21H19/12;D21H19/14;C03C17/00
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發(fā)明涉及一種利用石墨烯三維聚集體制備的超疏水涂層及其合成方法和應(yīng)用，將石墨烯三維聚集體研磨得到的黑色粉末、粘結(jié)劑和溶劑混合得到一種均勻分散的分散液；將此分散液涂覆于不同的基底(包括但不限于玻璃、打印紙、鎳網(wǎng)、鐵片、錫箔紙、鋼板)可以使這些親水表面全部轉(zhuǎn)化為超疏水的表面。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備過(guò)程簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)，可以把不同粗糙程度的表面轉(zhuǎn)化為超疏水的表面。并且制備過(guò)程綠色環(huán)保，無(wú)任何毒副產(chǎn)物生成。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種利用石墨烯三維聚集體制備超疏水涂層使不同表面(包括但不限于玻璃、打印紙、鎳網(wǎng)、鐵片、錫箔紙、鋼板)轉(zhuǎn)化為超疏水表面的合成方法。

背景技術(shù)

超疏水材料，即表面與水的接觸角大于150°的材料。超疏水的現(xiàn)象在自然界中隨處可見(jiàn)，是生物進(jìn)化發(fā)展過(guò)程中形成的，例如荷葉的表面，水黽和蒼蠅的腿等。超疏水的材料由于其特殊的性質(zhì)，在很多方面都有廣闊的應(yīng)用前景，譬如船的自清潔涂料、自清潔擋風(fēng)玻璃、油水分離膜等。

構(gòu)建超疏水的材料一般有兩種方法：一種是自上而下的合成，主要是一些相對(duì)較平整的表面構(gòu)建微米或者納米級(jí)別的結(jié)構(gòu)，一般是利用結(jié)構(gòu)導(dǎo)向納米涂覆、平板印刷刻畫(huà)、等離子體或者激光刻蝕或者化學(xué)刻蝕等方法；而對(duì)于那些本身表面就凹凸不平的來(lái)說(shuō)，自下而上的合成方法比較合適。主要是化學(xué)或者電化學(xué)沉積方法、溶膠凝膠法、自組裝等。

雖然對(duì)于超疏水材料的構(gòu)建已經(jīng)研究了很長(zhǎng)時(shí)間，但是上述方法都有一些缺點(diǎn)。比如構(gòu)建方法復(fù)雜，不具有普適性，對(duì)于各種酸堿等腐蝕性條件的耐受性不好等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種利用石墨烯三維聚集體制備的超疏水涂層及其合成方法和應(yīng)用。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種利用石墨烯三維聚集體制備的超疏水涂層，其特征在于，該超疏水涂層包括以下重量份的組分：石墨烯三維聚集體粉末1～10重量份、粘結(jié)劑5～15重量份、和溶劑90～100重量份。

所述的石墨烯三維聚集體粉末是將雙氰胺和葡萄糖胺質(zhì)量比40:1～20:1混勻，于氮?dú)怦R弗爐中在700～1000℃下煅燒一小時(shí)，升溫速率2℃min^-1，將得到的石墨烯三維聚集體研磨得到的黑色粉末。

所述的粘結(jié)劑是聚合物，包括但不限于Nafion溶液或無(wú)機(jī)樹(shù)脂，所述的無(wú)機(jī)樹(shù)脂是甲基三甲氧基硅氧烷和ludox球按體積比0.025混合的混合物。

所述的溶劑包括水或乙醇。

一種利用石墨烯三維聚集體制備的超疏水涂層的合成方法，其特征在于，按重量份將石墨烯三維聚集體粉末1～10、粘結(jié)劑5～15重量份、和溶劑90～100重量份混合得到均勻分散的分散液即為超疏水涂層。

一種利用石墨烯三維聚集體制備的超疏水涂層的應(yīng)用，其特征在于，將所述超疏水涂層涂覆在表面親水的物體表面，使這些親水的表面全部轉(zhuǎn)化為超疏水的表面。

所述的表面親水的物體包括但不限于玻璃、打印紙、鎳網(wǎng)、鐵片、錫箔紙或鋼板。

所獲得的超疏水的表面的接觸角都在150°以上。

本發(fā)明提出了一種可以利用石墨烯三維聚集體制備超疏水涂層合成方法。方法簡(jiǎn)單異性，綠色環(huán)保，安全，適用范圍廣。所制備的涂層，可以使包括但不限于玻璃、打印紙、鎳網(wǎng)、鐵片、錫箔紙、鋼板等材料的粗糙程度不同表面全部轉(zhuǎn)化為超疏水的表面，接觸角都在150°以上。本發(fā)明所制備的涂層具有超疏水的原因是石墨烯三維聚集體具有超吸的性質(zhì)，在其表面吸附了一層空氣層。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明以石墨烯為骨架構(gòu)建的涂層材料，通過(guò)簡(jiǎn)單的涂覆就可以是各種親水表面轉(zhuǎn)變?yōu)槌杷谋砻妫哂泻?jiǎn)單易行，適用面廣等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為合成的涂層的照片；