[发明专利]具有普适性的简便超疏水材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有普适性的简便超疏水材料的制备方法，先将超疏水材料的基体置于臭氧和紫外灯照射下作用0.2‑5h，或者将超疏水材料的基体置于多巴胺水溶液中反应3‑24h，使所述基体的表面羟基化；然后置于体积分数为0.1％‑2％的氯硅烷的有机溶剂溶液中搅拌0.1‑3h；最后置于烘箱中于20‑120℃下烘干，得到所述超疏水材料。本发明采用具有环境友好、易规模化生产、成本低廉、适用范围广泛、制备方法简单的溶液搅拌方法对原材料表面进行改性，制备具有超疏水性能的材料，具有无需任何专门昂贵的仪器设备和精准的试验条件的优势。

技术领域

本发明的实施方式涉及疏水材料领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种具有普适性的简便超疏水材料的制备方法。

背景技术

具有特殊浸润性能的超疏水材料可广泛应用于清洁、油水分离、水下减阻、防结冰等领域，这类新型功能材料的制备和实用化受到了人们的广泛关注。现目前研究的超疏水材料的制备方法主要分为两大类：一是在基体表面构筑微纳米结构后再修饰低表面能物质；二是在具有低表面能物质表面构筑微纳米结构。根据以上制备方法的分类发展了多种超疏水材料的具体制备方法，如采用气相沉积法、机械加工法、光刻掩膜法、多步溶液浸泡法等，这些制备方法大部分需要使用较多的处理步骤和昂贵的仪器设备，增加了材料制备的成本和不确定因素，不利于超疏水材料的工业化生产，而且针对不同基体的疏水表面处理需要不同的处理工艺和仪器设备，限制了超疏水材料的大量生产、开发和实际应用。因此，发明一种具有普适性的简单快捷且不需昂贵设备的超疏水材料制备方法可制备多种类型的超疏水材料，降低生产成本，具有广阔的工业化前景。

发明内容

本发明克服了现有技术制备超疏水材料工艺复杂、设备昂贵、成本高等不足，提供一种具有普适性的简便超疏水材料的制备方法，以期望可以能快捷高效地对基体进行超疏水表面处理，而且不需要任何昂贵的设备和苛刻的试验条件。

为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：

一种具有普适性的简便超疏水材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将超疏水材料的基体置于臭氧和紫外灯照射下作用0.2-5h，或者将超疏水材料的基体置于多巴胺水溶液中反应3-24h，使所述基体的表面羟基化；

(2)将表面羟基化后的基体置于体积分数为0.1％-2％的氯硅烷的有机溶剂溶液中搅拌0.1-3h；

(3)将经步骤(2)处理后的基体置于烘箱中于20-120℃下烘干，得到所述超疏水材料。

进一步的技术方案是：所述的具有普适性的简便超疏水材料的制备方法中，超疏水材料的基体的材质是金属、金属氧化物、有机材料、无机材料或高分子材料。

更进一步的技术方案是：所述的具有普适性的简便超疏水材料的制备方法中，多巴胺水溶液的浓度是0.5-20mg/mL。

更进一步的技术方案是：所述的具有普适性的简便超疏水材料的制备方法中，氯硅烷的结构如下：

其中，R是CH₃、C₂H₅、C_nH_2n+1、CF₃或者C_nH_2n+1-mF_m,1≤n≤36,1≤m≤36。

或者氯硅烷的结构如下：

其中，R₁和R₂是CH₃、C₂H₅、C_nH_2n+1、CF₃或者C_nH_2n+1-mF_m；