[发明专利]一种生产超疏水性表面的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过在表面上喷洒含有疏水性材料的组合物来生产超疏水性表面的方法。

背景技术

在某些工艺过程和制造步骤以及在每日许多的情况中，使用具有强防水和/或自清洁表面的物体是极其重要的，物体足够稳定能够在暴露于水之后保持防水和/或自清洁性能。

表面的防水能力与表面在胶体的长度尺度（length scale）（即，约10^-8-10^-5m）上的疏水性和不均匀程度成正比。当与水的实际接触表面在微观尺度上远大于投射的宏观表面时，得到高度防水的表面。具有合适的微观几何形状的疏水表面可以是高度防水的，以朝向纯水的接触角在约150-180°范围来表明。这样的表面通常表示为超疏水性表面。来自自然界的众所周知的例子为荷花植物（莲（Nelumbo nucifera））的叶子。通常，超疏水性表面为“自清洁”的，是指将开始时粘附于表面的灰尘和泥土的颗粒转移至撒落在表面上的水滴，随后当液滴滚落表面时被除去。

为了表现这些防水性和偶尔的甚至超疏水性，已经付出许多努力用于石蜡和类似的疏水性材料（例如，烷基乙烯酮二聚物（AKD））在各种表面上的施用。

Torkkeli等人在“微机电系统”，2001，第475-478页（Micro Electro Mechanical Systems，2001，pp475-478）中描述了通过在表面上喷洒AKD的氯仿溶液，使电绝缘体的表面表现超疏水性的方法。该方法的缺点包括低再现性和采用的氯仿的高毒性。通常例如认为氯仿是致癌的并且与不利的环境影响关联。此外，使用氯仿作为溶剂，限制了采用的喷洒装置仅为其中接触部件（例如，衬垫和其它聚合材料）不受氯仿不可接受的影响的喷洒装置，氯仿为对于许多聚合材料具有高溶解能力和/或可引起溶胀的溶剂。

WO2009005465A1描述了一种通过溶解有疏水性物质的加压流体的膨胀制备超疏水性表面的方法。因此在膨胀后形成和沉积物质的结晶/沉淀颗粒，以形成超疏水性表面。该方法的缺点包括需要能储存和处理加压溶液的设备。此外，疏水性物质在加压溶剂（通常为超临界CO₂）中的溶解度通常相对较低。因此，对于沉积相对少量的疏水性物质，需要相对较大体积的加压溶剂。

因此，高度期望生产超疏水性表面的改进的方法。

发明内容

本发明寻求减轻、缓解、规避或消除至少一个（例如一个以上）的上述指出的缺陷。

根据本发明的一个目的，提供了一种生产超疏水性膜、表面或材料的方法，该方法包括以下步骤：（i）提供包含疏水性物质和亲水性溶剂的组合物，所述亲水性溶剂在25℃温度和大气压下为液体；和（ii）向基材喷洒所述组合物，用于在基材的表面上沉积固体残余物，以产生超疏水性膜、表面或材料；其中当进行步骤（ii）时，所述组合物的温度高于基材的温度。

根据本发明的另一个目的，提供了一种通过本发明提供的方法可得到的超疏水性膜、表面或材料。

根据本发明的又一个目的，提供了一种包括本发明提供的超疏水性膜、表面或材料的基材。

根据本发明的又一个目的，提供了一种用于生产超疏水性膜、表面或材料的组合物，该组合物含有烷基乙烯酮二聚物和HOC1-8烷基或不同的HOC1-8烷基的混合物，其中烷基乙烯酮二聚物在组合物中的浓度可以至少为1mg/ml。

根据本发明的又一个目的，提供了一种本发明提供的组合物在生产超疏水性膜、表面或材料中的用途。

此外，将在所附的权利要求书和以下详细的说明中限定本发明的各种实施方式的有利特征。

附图说明

参考附图，本发明这些和其它方面、特征和优点将显而易见，并且由本发明的非限制性实施方式的以下描述来说明，其中：

图1为根据本发明的一种实施方式，如在下文的实施例1中描述的，通过在沃特曼（Whatman）1号滤纸上喷洒AKD的乙醇溶液，得到的超疏水性表面的SEM-图像（放大2000倍），清楚地显示出带有深谷和圆形山峰的山地景观的沉积的固体残余物；

图2为根据本发明的一种实施方式，如在下文的实施例1中描述的，通过在沃特曼1号滤纸上喷洒AKD的异丙醇溶液，得到的超疏水性表面的SEM-图像（放大2000倍），清楚地显示出带有深谷和圆形山峰的山地景观的沉积的固体残余物；