[发明专利]一种具有自清洁功能的疏水膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有自清洁功能的疏水膜的制备方法，其特征在于：

将高分子溶质溶于有机溶剂中完全溶解，配置5-50 wt%的高分子溶液，随后静置脱泡1-48h；在支撑材料上将上述脱泡后的高分子溶液通过静电纺丝的方式得到高分子纳米纤维膜；而后将所得高分子纳米纤维膜反复浸泡在纳米溶胶中，浸泡后10-150°C烘干固化处理，即得到表面纳米化的疏水膜；所述每次浸泡1min-10h，浸泡次数为1-100次；

疏水膜与水的接触角达到140°-180°。

2.按权利要求1所述的具有自清洁功能的疏水膜的制备方法，其特征在于：所述高分子溶质为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚偏氟乙烯（PVDF）、偏氟乙烯均聚物、偏氟乙烯 - 六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯 - 三氟氯乙烯共聚物、偏氟乙烯 - 四氟乙烯共聚物，聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈中的一种或几种。

3.按权利要求1所述的具有自清洁功能的疏水膜的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂选用三氟乙酸（TFA）、N,N’-二甲基甲酰胺（DMF）、N,N’-二甲基乙酰胺（DMAc）、二甲基亚砜（DMSO）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、四氢呋喃、丙酮、氯仿、甲苯、二甲苯中的一种或几种。

4.按权利要求1所述的具有自清洁功能的疏水膜的制备方法，其特征在于：所述静电纺丝所选用的支撑材料选用聚乙烯无纺布、PET无纺布、聚丙烯无纺布、纤维素、聚酯无纺布、木质素、聚丙烯腈无纺布、玻璃纤维或不锈钢网。

5.按权利要求1所述的具有自清洁功能的疏水膜的制备方法，其特征在于：所述静电纺丝时温度为15-40℃，相对湿度为10%-80%;支撑材料走步速度为0.2-50 m /h，针头与接收器之间的距离为5-50cm，电压为10-150kv。

6.按权利要求1所述的具有自清洁功能的疏水膜的制备方法，其特征在于：所述纳米溶胶选用粒径10-500nm之间的二氧化硅溶胶、二氧化钛溶胶或三氧化二铝溶胶；其表面配体是具有疏水性质的高分子材料，纳米溶胶通过溶胶-凝胶法制备获得，具体是：将70-98重量份的溶剂、1-15重量份的溶胶前驱体、0.2-10重量份的催化剂和0-5重量份的金属络合剂进行混合；所述溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、异戊醇、丙二醇甲醚醋酸酯或乙酸正丁酯中的一种或几种；所述溶胶前驱体为组分A 或组分A 与组分B 的混合物，其中组分A 为含有氯、氟的碳原子数为1-50的疏水官能团的烷氧基硅烷中的一种或几种混合，组分B 为硅、钛、铝或锆的醇盐，硅、钛、铝的氧化物，硅、钛、铝可溶性无机盐；所述催化剂为硝酸、乙酸、柠檬酸或盐酸中的至少一种酸的水溶液或二乙醇胺、三乙醇胺、N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二甲基乙酰胺或N，N- 二甲基乙醇胺中的至少一种碱的水溶液；所述金属络合剂为乙酰丙酮、吡啶、柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸或乙二胺四乙酸，以及含有烷氧基硅烷中的疏水高分子材料。

7.按权利要求1所述的具有自清洁功能的疏水膜的制备方法，其特征在于：经纳米溶胶浸泡处理的疏水膜，在室温下晾干或在10-150°C范围内烘干后处理；所述的纳米溶胶和烘干处理反复进行，每次纳米溶胶浸泡1min-10h，浸泡次数为1-100次。

8.一种权利要求1所述的制备方法制备的具有自清洁功能的疏水膜。

9.一种权利要求8所述的具有自清洁功能的疏水膜应用，其特征在于：所述疏水膜应用于空气净化过滤器、膜蒸馏或油水分离中。