[發明專利]一種超疏水塑料薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201810358518.0
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108515688B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 王君豪
• 申請（專利權）人: 王君豪
• 主分類號: B29C59/04
• 分類號: B29C59/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種超疏水塑料薄膜的制備方法，該制備方法包括以下步驟：(1)將金相砂紙在硅油的石油醚溶液中浸漬后，取出晾干；(2)將塑料薄膜與金相砂紙疊合在一起，放入烘箱預熱；(3)調整雙輥開煉機的輥筒溫度和輥筒間隙；(4)將預熱后的塑料薄膜和金相砂紙，從烘箱中取出后，迅速垂直放入相向轉動的雙輥開煉機的輥筒間隙，自輥筒下方將剪切擠壓后的產物取出；(5)被剪切擠壓后的產物降至室溫，將金相砂紙從塑料薄膜上剝離去除，獲得超疏水薄膜。本發明采用價格低廉的模板，不需要低表面能組分進行后修飾，實現了快速制備大面積的超疏水薄膜，表面水接觸角超過150°，滾動角小于10°，具有表面結構穩定性和自身柔性。

技術領域

本發明涉及一種超疏水塑料薄膜的制備方法，具體地說，涉及一種通過塑料薄膜與模板之間的剪切擠壓而獲得具有超疏水塑料薄膜的制備方法，屬于功能型塑料薄膜的制備方法。

背景技術

超疏水表面是指與水的靜態接觸角大于150°，滾動角小于10°的表面，因其具有超疏水、自清潔、防冰霧、防塵等特點，因而有著廣泛應用前景。目前制備超疏水表面的方法主要包括模板法、溶膠-凝膠法、相分離法、靜電紡絲、電化學法以及水熱法等。但是到目前為止，多數方法所采用的原料或設備比較昂貴，或者制備條件苛刻，費時費力，難以形成規模化的生產，限制了它們的廣泛實際應用。采用簡單、省時、省力的方法來制備出低成本、大面積的超疏水塑料薄膜，就成為超疏水高分子材料研究及應用的關鍵。但是到目前為止，在國內外尚未見此類研究報道。

發明內容

本發明針對目前尚沒有簡單、省時、省力的方法來制備出低成本、大面積的超疏水塑料薄膜的現狀，提供了一種采用金相砂紙為模板、采用塑料薄膜為原料、采用雙輥開煉機的輥筒之間的剪切和擠壓作用為成型驅動力，制備大面積超疏水塑料薄膜的方法。

本發明采用在硅油的石油醚溶液浸漬后的金相砂紙為模板，便于塑料薄膜與金相砂紙受到剪切擠壓作用之后，可以順利地從塑料薄膜表面剝離去除金相砂紙模板，提高了剝離效果，也提高了金相砂紙模板的使用壽命；采用聚乙烯、聚丙烯作為塑料薄膜的原料，是因為這兩種材質本身屬于非極性的通用塑料，而且在預熱之后，在外力作用下，容易發生塑性形變；將雙輥開煉機的兩個輥筒溫度調至與烘箱中相同的預熱溫度，是為了避免在輥筒間隙的剪切和擠壓過程中，由于塑料薄膜的降溫，導致表面難以發生塑性形變，難以形成超疏水表面所需要的必要的粗糙表面；將兩個輥筒之間的間隙調至比金相砂紙和塑料薄膜疊合在一起的總厚度小一些，是為了使其在通過輥筒間隙的時候，利用兩個輥筒之間的轉速比產生的剪切作用及擠壓作用，驅動預熱后塑料薄膜表層的物料滲入金相砂紙表面磨粒之間的間隙；將剪切擠壓后的塑料薄膜和金相砂紙降至室溫，再將金相砂紙從塑料薄膜表面剝離去除，可以避免在金相砂紙的剝離過程中，塑料薄膜發生大的塑性形變，而且去除金相砂紙模板之后的塑料薄膜表面平整。

需要指出的是，在目前通過模板法制備超疏水塑料的過程中，通常都是模板和塑料疊合在一起，預熱之后進行壓制復型；本發明雖然也采用了模板，但是在模板與基體塑料的復型過程中，存在兩種驅動力，其一就是由于輥筒之間的轉速比產生的強大剪切作用，其二是由于輥筒間隙略小于金相砂紙模板和塑料薄膜的總厚度而形成的擠壓作用，這兩種作用將使得塑料薄膜的表面物質更容易快速地充分地滲入到金相砂紙模板表面的間隙；較普通的模壓法相比，成型速度快，成型效率高，僅僅利用金相砂紙和塑料薄膜的疊合物快速通過雙輥開煉機輥筒間隙的短暫時間，就完成了模壓復型過程；極大地提高了生產效率，而且有望實現連續的生產。

選用金相砂紙作為模板，將預熱后的塑料薄膜的表面與模板在輥筒之間的剪切和擠壓作用下緊密結合在一起，可以快速在其表面構建微納米粗糙結構。在金相砂紙模板和塑料薄膜基體的剝離過程中，塑料薄膜的表面不僅可以復制金相砂紙模板表面的粗糙結構，更重要的是，在剝離過程中，滲入金相砂紙磨粒縫隙的塑料在剝離作用下，會發生顯著的塑性形變，并在塑料薄膜的表現形成纖維狀的韌性撕裂帶，從而形成更為復雜的表面粗糙結構，極大地提高了塑料薄膜表面的超疏水性；該表面不需要任何低表面能(含氟材料或硅烷)組分的后期修飾，即可獲得超疏水表面。