[發明專利]一種制備具有樹枝狀結構的超疏水表面的方法

在審

• 申請號: 201811070934.7
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109295419A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 王清;徐雙雙;王寧;鄭旭
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24;C23C14/18;C23C14/20;C23C14/04;C23C14/58;C23C18/42;C03C17/38;C08J7/06
• 代理公司: 深圳市韋恩肯知識產權代理有限公司 44375
• 代理人: 黃昌平

本發明公開了一種制備具有樹枝狀結構的超疏水表面的方法，包括以下步驟：S1,對基底的表面進行超聲清洗、干燥；S2，在S1所得基底的表面真空蒸鍍金屬膜；S3,將S2所得基底浸入金屬置換溶液，以使S2所得金屬膜的外表面與所述金屬置換溶液發生金屬置換反應；S4,將S3所得產品取出、沖洗并干燥，即得。本發明通過真空蒸鍍技術與置換反應相結合，使制得的超疏水表面粗糙度均勻，疏水性優良，與基底的粘附力更強，結構的機械穩定性更好，制備過程中不使用揮發性溶劑，不會對環境和人體造成污染和危害，綠色環保。

技術領域

本發明涉及疏水表面領域，具體涉及一種制備具有樹枝狀結構的超疏水表面的方法。

背景技術

超疏水的研究源于“荷葉效應”，一般來說，超疏水表面的接觸角大于150°，滾動角小于10°。超疏水具有特殊的表面浸潤性，因此，超疏水表面在油水分離、自清潔、防腐防污等領域具有極其廣泛的應用。

材料表面的超疏水性不但受到材料表面能的影響，還受到表面粗糙程度的控制。目前制備超疏水表面的方法有很多，包括噴涂法、刻蝕法、模板法、等離子處理法、溶膠凝膠法等，其中最廣泛的方法之一就是利用噴涂法對材料表面進行粗糙度處理。但是利用噴涂法制備的超疏水表面與基底粘結力差，疏水性不足，制備過程中使用的揮發性溶劑危害人體健康、污染環境，同時噴涂法也會使得材料大量浪費，造成經濟損失。

以噴涂法處理玻璃基底為例，由于要求被噴涂的涂料的黏度比較小，因此噴涂的納米顆粒與玻璃基底粘附力不足，造成制備的超疏水表面機械穩定性差；納米顆粒的堆積難以實現大面積、高質量的控制，因此導致利用噴涂法制備的超疏水表面粗糙度不均勻，造成制備的超疏水表面疏水性不足；為了保證噴涂溶液能夠有效噴涂，需要添加易揮發的涂料溶劑，既污染環境，不利于人體健康，又浪費涂料，造成經濟損失。

發明內容

為克服現有技術存在的上述不足，本發明提供一種制備具有樹枝狀結構的超疏水表面的方法，由該方法制得的超疏水表面與基底的粘附力強，機械穩定性好，綜合性能優越。本發明通過以下技術方案實現：一種制備具有樹枝狀結構的超疏水表面的方法，包括以下步驟：

S1,對基底的表面進行超聲清洗、干燥；

S2，在S1所得基底的表面真空蒸鍍金屬膜；

S3,將S2所得基底浸入金屬置換溶液，以使S2所得金屬膜的外表面與所述金屬置換溶液發生金屬置換反應；

S4,將S3所得產品取出、沖洗并干燥，即得。

優選的，在S1中，所述基底為透光的玻璃或塑料；在S2中，包括以下分步驟：

S2a、在S1所得基底的單側表面涂覆光刻膠層；

S2b、對S2a所述光刻膠層進行光刻、顯影、沖洗干燥處理，以形成鏤空的微納結構的圖案；

S2c、對S2b所得基底的光刻膠層側真空蒸鍍金屬膜；

S2d、對S2c所得光刻膠層進行反向光刻，以及顯影、沖洗、干燥處理，以去除光刻膠層，并得到鏤空的微納結構的金屬膜。

優選的，在S2a中，將S1所得基底放在運膠機上，使用微量移液器將紫外光刻膠滴在所述基底的表面后，勻膠兩次。

優選的，在S4中，S3所得產品還通過含有硬脂酸的溶液進行化學改性處理。

優選的，在S2中，所述金屬膜為銅膜；在S3中，所述金屬置換溶液為含有0.01mol/L硝酸銀的溶液。

優選的，在S4中，化學改性所用溶液為含有0.01mol/L硬脂酸的乙醇溶液，改性時間為2h。