[发明专利]一种超疏水平板膜的制备方法

权利要求书

1.一种超疏水平板膜的制备方法，其特征在于：以聚烯烃平板膜为基膜，首先将所述聚烯烃平板基膜进行膜片羟基化处理，然后利用硅烷单体在聚烯烃平板基膜的表面进行硅烷化反应，在聚烯烃平板基膜上构筑有机硅微米或纳米结构表面，通过调节硅烷化反应体系的含水量，控制硅烷单体在聚烯烃平板基膜的表面的聚合方向,得到超疏水平板膜；

具体包含如下步骤：

(1)膜片羟基化：以聚烯烃平板膜为基膜，将所述聚烯烃平板基膜干燥后在新制备的Piranha溶液中浸泡，浸泡温度为40-90℃，进行羟基化反应，然后用去离子水冲洗干净干燥备用；

(2)硅烷化反应：将羟基化后的膜片放入一定浓度的硅烷溶液后密封进行硅烷化反应，然后将膜片用以下清洗剂依次清洗：甲苯、乙醇、乙醇与水的混合溶液、水；

(3)热交联：将硅烷化后的膜片在50-200℃下，进行1-24小时的热交联,得到具有超疏水结构的聚合物表面；

执行步骤(1)至(3)至少1次后得到超疏水平板膜；

步骤(2)中所述硅烷化反应，通过以下两种方式进行：将羟基化后的膜片放入无水甲苯或甲苯溶液中，然后加入硅烷单体，得到一定浓度的硅烷溶液后密封进行硅烷化反应；或将硅烷单体放入无水甲苯或甲苯溶液中得到一定浓度的硅烷溶液，再加入羟基化后的膜片后密封进行硅烷化反应；

步骤(2)中所述的甲苯溶液为以水为溶质的饱和甲苯溶液，或为无水甲苯与以水为溶质的饱和甲苯溶液以体积比1:1混合配制的混合溶液。

2.如权利要求1所述的超疏水平板膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述聚烯烃平板基膜的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或聚氯乙烯，且其孔径范围为10～1000nm。

3.如权利要求1所述的超疏水平板膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述Piranha溶液是体积比为7:3的H₂SO₄和30％H₂O₂混合溶液，30％为体积分数。

4.如权利要求1所述的超疏水平板膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述聚烯烃平板基膜在新制备的Piranha溶液中浸泡，浸泡温度为50℃。

5.如权利要求1所述的超疏水平板膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述聚烯烃平板基膜在新制备的Piranha溶液中浸泡进行羟基化反应的时间是0.1-5小时。

6.如权利要求5所述的超疏水平板膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述聚烯烃平板基膜在新制备的Piranha溶液中浸泡进行羟基化的反应时间是1小时。

7.如权利要求1所述的超疏水平板膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括无水甲苯的制备步骤：将分子筛干燥后的甲苯进行蒸馏，收集110℃的馏分，干燥保存，作为无水甲苯使用，供步骤(2)使用。

8.如权利要求1所述的超疏水平板膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括以水为溶质的饱和甲苯溶液的制备步骤：将无水甲苯与去离子水混合，静置一段时间取上层溶液，即配制出以水为溶质的饱和甲苯溶液，供步骤(2)使用。

9.如权利要求1所述的超疏水平板膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述硅烷单体是甲基三氯硅烷、正辛基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷、三氟癸基三氯硅烷中的一种或两种以上以任意比例混合的混合物。

10.如权利要求1所述的超疏水平板膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述硅烷溶液中的硅烷单体浓度为0.01～10g/L。

11.如权利要求10所述的超疏水平板膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述硅烷溶液中的硅烷单体浓度为0.1g/L。

12.如权利要求1所述的超疏水平板膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的密封进行硅烷化反应时间为0.1-10小时。

13.如权利要求12所述的超疏水平板膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的密封进行硅烷化反应时间为5小时。

14.如权利要求1所述的超疏水平板膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述乙醇与水的混合溶液中，乙醇与水的体积比为1:1。