[发明专利]一种疏水橡胶的制备方法

说明书

本发明涉及一种疏水橡胶材料的制备方法，先对二氧化硅进行表面改性，使得二氧化硅表面疏水，然后把二氧化硅涂覆到表面有机氟化物修饰的橡胶表面，再经过紫外光固化后得到疏水橡胶材料。本发明的方法简单高效，制备的疏水橡胶材料表面的微纳米结构可以通过改变二氧化硅的修饰量来控制，并且表面二氧化硅和基体粘合紧密，附着力较强。

技术领域

本发明涉及一种疏水橡胶的制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

近年来，疏水表面越来越受到了科学家们的广泛关注。随着人们生活水平的提高，在很多领域都需要人工制造疏水材料。众所周知，疏水材料广泛存在了大自然之中，最熟悉的就是以荷叶为代表的植物叶面、水鸟的羽毛以及蝉等昆虫的翅膀等。疏水材料在工业应用和生活中有着很强的应用前景，如眼镜表面的防雾、自清洁建筑材料、防结冰材料、不粘锅等。

当水滴与材料表面的接触角大于90°，我们就认为材料是疏水的。当水滴与材料表面的接触角大于150°，且滚动接触角小与10°时，我们就认为材料是超疏水表面。疏水表面的制备有两种方法：1在具有微纳米结构的材料表面修饰低表面能的材料；2在低表面能的材料表面构建微纳米结构。构建材料表面的微纳米结构方法有很多，常用的方法是刻蚀法、静电纺丝法、表面修饰纳米粒子法等。

公开号为CN103359954A的专利文献公开了一种二氧化硅疏水薄膜的制备方法，他们通过溶胶凝胶法用正硅酸酯制备了二氧化硅碱性溶胶，然后用六甲基二硅胺烷对二氧化硅溶胶进行表面改性。最后通过涂覆的方法把改性二氧化硅溶胶涂到基体表面，干燥后便可得到二氧化硅疏水薄膜。用这种方法制备的二氧化硅疏水膜的接触角最高可以达到165°，滚动角接近于0°。这种方法工艺简单，疏水薄膜对基体的附着力较强。

公开号为CN104046152A 的专利文献公开了一种超疏水涂料、超疏水涂层及其制备方法，他们把疏水纳米颗粒和聚苯乙烯纳米颗粒在溶剂中分散得到分散液，疏水纳米颗粒选自聚四氟乙烯颗粒、聚偏四氟乙烯颗粒、聚全氟乙丙烯颗粒、疏水纳米二氧化硅颗粒及其混合物。然后把分散液涂覆到基体表面，升温到160-230℃使聚苯乙烯融化晾干便得到了超疏水涂层。用这种方法制备的二氧化硅疏水膜的接触角大于150°，接触角接近于0°。这种方法是传统的填充法，并且需要高温，操作难度较大。

紫外光固化在未来将有着很好的应用前景，所以我们可以把紫外光固化引入到制备疏水材料中来。紫外光固化有着以下几个优点：固化速度快、污染少、节能、操作简单、节能、设备简单。正是因为这些优点，紫外光固化将为疏水材料的制备开辟了一种新的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种疏水橡胶材料的制备方法，通过在材料表面修饰低表面能氟化物，并用疏水二氧化硅构建表面微纳米结构。

本发明提供了一种疏水橡胶材料的制备方法，包括下述步骤：

步骤1、SiO₂的KH570改性：将KH570、SiO₂、甲苯或无水乙醇溶剂、水、乙酸混合，在加热下反应，制备KH570 改性SiO₂；

步骤2、把有机氟化物单体、橡胶、紫外光引发剂分散到溶剂中溶解搅拌均匀，然后常温固化，得到表面有机氟化物修饰的橡胶；

步骤3、配备KH570 改性SiO₂分散液，然后将上述分散液涂覆到所述表面有机氟化物修饰的橡胶的表面，干燥后得到二氧化硅疏水薄膜；

步骤4、把二氧化硅疏水薄膜放到紫外灯下面进行紫外光固化后得到所述疏水橡胶材料。

在本发明的优选的实施方案中，步骤1中，所述的SiO₂粒径为10-100nm。