[發明專利]一種超疏水材料以及利用原位熱聚合法制備該材料的方法

有效

• 申請號: 201710452427.9
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107119457B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 楊華偉;張宏杰;張呂鴻;楊娜
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: D06M15/233
• 分類號: D06M15/233;D06M11/79;D06M11/45;D06M11/46;C09D125/18;C09D7/61;C08J9/40;C03C17/00;D06M101/06
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 李莎

本發明涉及一種通過原位熱聚合法制備的超疏水材料及其制備方法；該制備方法包括如下步驟：將帶有苯乙烯基團的疏水性離子液體或離子型化合物溶解到有機溶劑中，并和微納米顆粒充分混合分散，將基底材料浸漬在所述溶液中，然后將基底取出置于烘箱中，在一定的溫度下發生原位熱聚合反應，在一定反應時間后即得所述超疏水材料。本發明制備工藝簡單，原料廉價易得，不需要特殊儀器設備，原子利用率為100％，可廣泛用于任何基底上，具有極高的耐用性，可用于復雜的分離環境中。所制備的超疏水材料同時具有超親油的特點，可以大規模的制備并應用于油水分離。

技術領域

本發明具體涉及一種基于帶有苯乙烯基團的疏水性離子液體或離子型化合物的原位熱聚合制備超疏水材料的方法。

背景技術

隨著石油需求量的增加和工業化程度的升高，油水分離技術的研究對于提高水和油的質量有著重要的意義。近年來，仿生超疏水材料由于其表面特殊的潤濕性引起了人們的廣泛關注。超疏水性是表面潤濕性中的特殊的一種。超疏水表面是指對水及水溶液有排斥性的表面，水滴在其表面無法滑動鋪展而保持球型滾動狀，從而達到滾動自清潔的效果。自然界當中的荷葉是該種材料的典型代表。超疏水材料因具有自清潔性，抗污性，低粘附等特點使其在生活中多種用途，這種特殊的潤濕性不僅能賦予固體表面優異的抗水性，而且在油水分離、自清潔材料、減阻、抗結冰等領域具有巨大的應用價值。

目前已被公開的方法有等離子體技術結合噴涂方法，在表面基底上形成涂層(中國專利CN 105969174 A)，用聚陽離子電解質水溶液以及聚二甲基硅氧烷溶液浸漬表面(中國專利CN 106215461 A)，沉積聚多巴胺和納米銀顆粒(中國專利CN 104562709 A)，采用氟化物等昂貴的低表面能物質(中國專利CN 104213108 A)，溶膠-凝膠法(中國專利CN105544187 A)等，但是目前這些制備超疏水材料的方法存在制備工藝復雜，成本昂貴，耐用性差等問題。

綜上所述，為了處理水污染和降低燃油含水量，本專利研究了一種制備過程簡單的，制備成本較低的，具有高耐用性的，并能連續用于油水分離過程的超疏水金屬絲網和其制備方法。

發明內容

本發明的目的在于針對目前超疏水材料的制備缺陷，提供原位熱聚合法制備超疏水材料，其工藝簡單，原子利用率100％，耐用性強且適用于大規模工業化生產。本發明提及的超疏水材料的表面是由離子液體單體作為前軀體在氧氣高溫環境中原位熱聚生成的高分子聚合物包裹基底，及被高分子聚合物包裹在材料表面的微納米顆粒所構成。高分子聚合物均勻的包裹在基底的表面同時將微納米顆粒也固定在其表面，使得材料表面同時擁有了粗糙性和低表面能的特性，從而使其擁有了超疏水的能力。

本發明的目的是通過如下措施來達到：

本發明所涉及一種超疏水材料，其特征在于，包括基底材料，所述基底材料上設有疏水性高分子聚合物包裹膜，以及被所述高分子聚合物包裹膜包裹在所述基底材料表面的微納米顆粒。

進一步的，所述的超疏水材料，其中

所述基底材料包括但不限于多孔材料、膜材料、海綿、棉布織物、滌綸、不銹鋼網、銅網、玻璃中的一種。

所述疏水性高分子聚合物包裹膜是由帶有苯乙烯基團的離子液體或離子型化合物原位熱聚合生成。

所述微納米顆粒為粒徑在50～300nm的無機顆粒，包括氧化鋁，二氧化硅，二氧化鈦，四氧化三鐵，球形金納米顆粒，球形銅納米顆粒，球形銀納米顆粒，金納米棒，銀納米棒，單層或多層碳納米管等。

進一步的，所述的帶有苯乙烯基團的離子液體或離子型化合物，其通式為：