[發明專利]一種圖案化聚合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201711375448.1
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107880302B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 何周坤;李秀云;喻永連;楊建;唐昶宇;梅軍
• 申請（專利權）人: 中物院成都科學技術發展中心
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04;C09D123/12;C09D7/61;C09D7/62;C09D133/02;C09D125/06;C09D171/02;C09D167/02;C09D101/28;C09D127/16;C09D183/04;C09D183/07;C08L23/06;C0
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 陳明龍;熊曉果

本發明公開了一種圖案化聚合物層狀材料，所述圖案化聚合物層狀材料包括至少三層層疊結構，分別為聚合物基材層、圖案化結構層和表面封裝層；所述圖案化結構層具有分散的碗狀凸起結構、凹槽或者多孔結構；所述表面封裝層是覆蓋在圖案化結構層表面，并保留圖案化結構層形狀的封裝層。本發明提供一種非傳統多孔結構的新型大面積凸起碗狀圖案化結構，同時提供一種基于熱固性聚合物體系的且含有無機納米粒子的復合材料圖案化技術；將圖案化結構層在基材層上仿生生成，并結合上封裝層原料，形成穩定的封裝結構，達到增強圖案化聚合物材料性能的目的。

技術領域

本發明屬于材料表面改性技術領域，涉及一種改性的親水或疏水層表面結構，特別涉及一種具有大面積圖案化設計的聚合物材料。本發明的圖案化聚合物表面結構具有低成本，可大面積制備的特點，相比于現有的圖案化表面層狀結構更具優勢。

背景技術

材料表面的潤濕性，如親水性或疏水性，可以通過仿生學設計獨特的結構以及材料本身親疏水的不同來實現液體接觸角的調整變化。通過不同的材料可以實現不同的表面潤濕性，進而滿足不同的工程應用環境要求。通過材料本身的親疏水性雖然可以實現材料部分表面潤濕性能的優化，但根據仿生學的研究理論，要想實現最佳的材料表面潤濕特性調控，還應當考慮材料表面物理結構設計，而其中規整的圖案化結構因為其特殊的應用而更受青睞，同時通過材料圖案化結構設計和表面親疏水的有效調控可以有效拓展聚合物材料的應用領域。

目前已有多種技術手段可以實現表面圖案化結構構筑，例如嵌段共聚物自組裝、飛秒激光刻蝕、3D打印、呼吸圖案法等。但現有的這些圖案化技術手段存在圖案化面積小、或者需要多步驟處理、或設備成本高、或圖案結構不可控等一種或多種不足之處，從而導致實際工業化應用還存在許多亟待解決的問題。例如呼吸圖案法，主要是基于自組裝水滴得到的動態模板，通過聚合物種類、溶劑種類、溶液濃度、實驗溫度、環境濕度等多種因素進行綜合調控，從而制備得到蜂窩狀的多孔聚合物膜結構。這種方法具有通用性強、成本低等優勢，但因為其控制因素復雜、制備得到圖案化結構面積小、通常為多孔結構、采用的體系一般僅為熱塑性純聚合物體系等不足，從而限制其實際應用。

發明內容

本發明目的在于克服現有圖案化技術手段存在圖案化面積小、或需要多步驟處理、或設備成本高、或圖案結構不可控等不足，同時提供一種非傳統多孔結構的新型大面積凸起碗狀圖案化結構，同時提供一種基于熱固性聚合物體系的且含有無機納米粒子的復合材料圖案化技術。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種圖案化聚合物層狀材料，所述圖案化聚合物層狀材料包括至少三層層疊結構，分別為聚合物基材層、圖案化結構層和表面封裝層。

所述圖案化結構層具有分散的碗狀凸起結構、凹槽或者多孔結構。

所述表面封裝層是覆蓋在圖案化結構層表面，并保留圖案化結構層形狀的封裝層。

優選地，所述表面封裝層是連續的薄層結構。

本發明圖案化聚合物層狀材料在聚合物基材層表面制備圖案化結構層，利用圖案化結構層對聚合物表面的立體形貌進行設計，實現不同的聚合物表面形貌。最后以薄膜樣表面封裝層加以封閉，配合親水性或疏水性功能材料，實現微觀形貌和功能材料相互結合的效果，具有仿生學親疏水潤濕性改善增強的效果，能夠發揮出突破一般材料表面特性的增強作用，具有重要實際應用意義。

本發明圖案化聚合物中圖案化結構層中：①分散的碗裝凸起結構是一個一個獨立的，四周較高的環狀和中央較低的圖形結構。②凹槽是圖案化結構層上形成非貫穿的多孔結構，這些凹槽結構分散分布，形成高低落差分布。③多孔結構是圖案化結構層中分散的多孔結構，多孔結構是四周高中間貫串的多孔結構，四周高的部分為連續的層狀。

進一步，所述聚合物基材層為熱塑性塑料膜或片、橡膠彈性膜或片。