[發(fā)明專利]一種基于纖維陣列的耐刮擦超疏水材料及其制備方法

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• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN110947602A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛崤;張暉;蔡文甫;張良培;張忠
• 申請（專利權(quán)）人: 國家納米科學(xué)中心
• 主分類號: B05D5/08
• 分類號: B05D5/08;B05D5/00;B05D1/06;B05D3/10
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明提供了一種基于纖維陣列的耐刮擦超疏水材料及其制備方法。本發(fā)明的基于纖維陣列的耐刮擦超疏水材料，所述耐刮擦超疏水材料由基底、粘合劑、短切纖維及納米顆粒組成，所述粘合劑涂覆于所述基底的表面，所述短切纖維的一端設(shè)置于所述涂覆有粘合劑的基底的表面，所述短切纖維的表面包覆有納米顆粒。本發(fā)明的基于纖維陣列的耐刮擦超疏水材料具有優(yōu)異的超疏水特性，同時該材料表面具有優(yōu)異的耐刮擦特性，在民用產(chǎn)品、航空航天和精密儀器領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超疏水材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超疏水材料及其制備方法，具體涉及一種耐刮擦超疏水材料及其制備方法，特別涉及一種基于纖維陣列的耐刮擦超疏水材料及其制備方法，尤其涉及一種基于纖維陣列的耐刮擦多級次超疏水材料及其制備方法。

背景技術(shù)

超疏水材料通常指當(dāng)水滴與其表面接觸時，接觸角大于150°、滾動角小于10°的材料。超疏水材料由于其特殊的表面潤濕性，使其在自清潔、防冰、防霧、防腐蝕、綠色打印、傳感器以及油水分離等多個領(lǐng)域均有重要的應(yīng)用前景，如，在生產(chǎn)生活中具有自清潔功能的建筑外墻，大大減少了在建筑外墻清理過程中所產(chǎn)生的經(jīng)濟成本，特別是自清潔外墻在高層建筑上的應(yīng)用，避免了在清理過程中產(chǎn)生的安全問題；又如，自清潔噴霧的使用，可以輕松方便地將其噴涂在衣服、皮鞋等物體的表面，大大減少了衣物被污染的可能，為人類的生活提供了方便；防霧材料在汽車擋風(fēng)玻璃、后視鏡以及眼鏡上的應(yīng)用，同樣方便了人類的生產(chǎn)、生活；防冰材料在飛機、交通路面、輸電線路等方面的應(yīng)用也為生產(chǎn)生活的安全提供了保障。

CN102453465A公開了一種粘附型超疏水材料及其制備方法，該材料是一種含有有機基團的二氧化硅納米顆粒，以該材料作為構(gòu)建單元，在基體上進行沉積得到具有二重納米粗糙度的表面；該表面不僅具有超疏水性能，接觸角在140～170°之間，而且具有很強的粘附力，水滴在傾斜或者倒置的情況下不會滑落下來。該發(fā)明的制備方法操作簡單，原料易得，成本低，對于水的輸運、轉(zhuǎn)移和分離具有廣泛的應(yīng)用前景。但是，該發(fā)明的粘附型超疏水材料的耐刮擦性能有待進一步提高。

CN103214690A公開了一種耐用性超疏水材料的制備方法，所述制備方法如下：一、制備納米顆粒分散液；二、制備基體與納米顆粒的復(fù)合材料；三、滌及干燥；四、浸泡、洗滌及干燥；即得到耐用性超疏水材料。采用該發(fā)明的制備方法制備耐用性超疏水材料不需使用專門昂貴的設(shè)備和苛刻的實驗條件，降低了生產(chǎn)成本；制備的耐用性超疏水材料用于油水分離領(lǐng)域，可反復(fù)使用300次以上，具有良好的耐使用性能，但是其疏水性能和耐刮擦性能有待進一步提高。

必須注意的是，目前，對于超疏水材料的應(yīng)用大多還停留在實驗室階段。限制超疏水材料應(yīng)用的因素除了難以低成本、大面積且以簡單的工藝制備以外，其真正的痛點還在于如何使超疏水材料的表面穩(wěn)定地保持超疏水特性，即如何提高超疏水材料的耐刮擦性。由于構(gòu)成超疏水表面往往需要具有微米級次、納米級次或是微納米多級次復(fù)合結(jié)構(gòu)，這些微結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用過程中相對于外界載荷是比較脆弱的，因此如何制備具有耐刮擦特性的超疏水材料具有重要的研究價值與意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于纖維陣列的耐刮擦超疏水材料及其制備方法。本發(fā)明的基于纖維陣列的耐刮擦超疏水材料具有優(yōu)異的超疏水特性，同時該材料表面具有優(yōu)異的耐刮擦特性。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的目的之一在于提供一種基于纖維陣列的耐刮擦超疏水材料，所述耐刮擦超疏水材料由基底、粘合劑、短切纖維及納米顆粒組成，

所述耐刮擦超疏水材料由基底、粘合劑、短切纖維及納米顆粒組成，所述粘合劑涂覆于所述基底的表面，所述短切纖維的一端設(shè)置于所述涂覆有粘合劑的基底的表面，所述短切纖維的表面包覆有納米顆粒。