[發(fā)明專利]一種材料表面疏水化處理方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710850528.1
• 申請(qǐng)日: 2017-09-20
• 公開（公告）號(hào): CN107723706A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭飛;從碩;蔡景成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C26/00
• 分類號(hào): C23C26/00;D21H19/10;C09D5/16;D06M15/19;D06M15/233;D06M101/28;C03C17/28
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心21200
• 代理人: 陳玲玉

1.一種材料表面疏水化處理方法，其特征在于，所述處理方法是在材料微觀表面共型鍍膜系統(tǒng)中完成，所述材料微觀表面共型鍍膜系統(tǒng)包括：化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔室(32)，分別與反應(yīng)腔室側(cè)面相連通的進(jìn)氣供給系統(tǒng)(1)和真空控制系統(tǒng)(23)，位于反應(yīng)腔室上部的電熱合金絲加熱系統(tǒng)(27)，位于反應(yīng)腔室下部的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)(18)，位于反應(yīng)腔室頂部的石英觀察窗(30)；具體的材料表面疏水化處理步驟如下：

步驟1，將待鍍的材料做預(yù)處理；

步驟2，將預(yù)處理后的待鍍材料放置到化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔室內(nèi)側(cè)底部的樣品臺(tái)上，然后連接電熱合金絲加熱系統(tǒng)，將溫度傳感器探頭搭在電熱合金絲臺(tái)架上，蓋上反應(yīng)腔室頂部的石英觀察窗；其中，樣品臺(tái)距離電熱合金絲臺(tái)架20～50mm；

步驟3，開啟化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔室下部的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，將樣品臺(tái)溫度控制在20～40℃；

步驟4，開啟真空控制系統(tǒng)，將化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔室內(nèi)的真空度保持在10～4000Pa；

步驟5，開啟電熱合金絲加熱系統(tǒng)，將化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔室內(nèi)的電熱合金絲的加熱溫度控制在200～300℃；

步驟6，開啟進(jìn)氣供給系統(tǒng)，將氣化后的反應(yīng)物單體和引發(fā)劑按0.1～10:1流量比分別通入化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔室中，設(shè)定鍍膜沉積時(shí)間為5～90min，反應(yīng)物單體在材料表面鍍上納米級(jí)疏水薄膜鍍層厚度為10nm～4μm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料表面疏水化處理方法，其特征在于，步驟5中電熱合金絲加熱系統(tǒng)內(nèi)的電熱合金絲由直流電源進(jìn)行加熱，其直流電源電壓為3～24V，直流電源電流為0.1～5A。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的材料表面疏水化處理方法，其特征在于，步驟6中所述進(jìn)氣供給系統(tǒng)包括反應(yīng)物單體進(jìn)氣裝置和引發(fā)劑進(jìn)氣裝置；所述反應(yīng)物單體進(jìn)氣裝置由水浴加熱裝置、進(jìn)氣管道外電阻絲加熱裝置和氣體導(dǎo)流裝組成；所述水浴加熱裝置的溫度為40～100℃；所述進(jìn)氣管道外電阻絲加熱裝置由直流電源進(jìn)行加熱，直流電源電壓為1～10V，直流電源電流為0.1～3A；所述引發(fā)劑進(jìn)氣裝置保持室溫狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的材料表面疏水化處理方法，其特征在于，步驟6中所述反應(yīng)物單體和引發(fā)劑的進(jìn)氣流量皆控制在0.1～3mL/min。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的材料表面疏水化處理方法，其特征在于，步驟6中所述反應(yīng)物單體和引發(fā)劑的進(jìn)氣流量皆控制在0.1～3mL/min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的材料表面疏水化處理方法，其特征在于，步驟6中所述反應(yīng)物單體包括全氟癸酸、全氟辛基丙烯酸酯、全氟癸酸丙烯酸酯、2-(全氟辛基)-甲基丙烯酸乙酯、二乙烯基苯、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、三氯硅烷或氟代烷基硅烷中的一種或者任意兩種以上的組合；所述引發(fā)劑包括過氧化二叔丁基、叔丁基過氧化物、過氧化二異丙苯、叔丁基過氧化氫或過氧化苯甲酰其中的一種或者任意兩種以上的組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的材料表面疏水化處理方法，其特征在于，步驟6所述反應(yīng)物單體包括全氟癸酸、全氟辛基丙烯酸酯、全氟癸酸丙烯酸酯、2-(全氟辛基)-甲基丙烯酸乙酯、二乙烯基苯、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、三氯硅烷或氟代烷基硅烷中的一種或者任意兩種以上的組合；所述引發(fā)劑包括過氧化二叔丁基、叔丁基過氧化物、過氧化二異丙苯、叔丁基過氧化氫或過氧化苯甲酰其中的一種或者任意兩種以上的組合。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的材料表面疏水化處理方法，其特征在于，步驟6所述反應(yīng)物單體包括全氟癸酸、全氟辛基丙烯酸酯、全氟癸酸丙烯酸酯、2-(全氟辛基)-甲基丙烯酸乙酯、二乙烯基苯、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、三氯硅烷或氟代烷基硅烷中的一種或者任意兩種以上的組合；所述引發(fā)劑包括過氧化二叔丁基、叔丁基過氧化物、過氧化二異丙苯、叔丁基過氧化氫或過氧化苯甲酰其中的一種或者任意兩種以上的組合。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5或7或8所述的材料表面疏水化處理方法，其特征在于，步驟1中所述的待鍍材料包括無機(jī)材料、有機(jī)材料、金屬等材料中的一種或者多種：所述無機(jī)材料為玻璃、單晶硅、紙張、氧化鋁陶瓷或氧化鋯陶瓷，有機(jī)材料為紡織物、高分子聚合物或纖維膜，所述金屬材料為銅、鐵或鋁合金。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5或7或8所述的材料表面疏水化處理方法，其特征在于，步驟1所述待鍍材料預(yù)處理的方法是：當(dāng)材料為無機(jī)非金屬材料或有機(jī)材料時(shí)，將材料放入恒溫箱中烘干處理；當(dāng)材料為金屬材料時(shí)，將材料表面進(jìn)行拋光、洗滌、刻蝕、再洗滌、烘干處理。