[发明专利]一种疏水性超材料基材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，更具体地，涉及一种疏水性超材料基材及其制备方法。

背景技术

超材料是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。通过在材料的关键物理尺度上的结构有序设计，可以突破某些表观自然规律的限制，从而获得超出自然界固有的普通性质的超常材料功能。

超材料的重要特征包括：超材料通常是具有新奇人工结构的复合材料；“超材料“具有超常的物理性质(往往是自然界的材料中所不具备的)；超材料性质由构成材料的本征性质及其中的人造微结构共同决定。超材料一般包括基材及附着在基材上的人造微结构。在现有技术中，通常使用陶瓷、高分子材料、铁电材料、铁氧材料或铁磁材料作为基材来制备超材料。然而现有的超材料基材的性能较差，例如，成本高(包括设计成本、原料成本、加工成本、运输成本、制造成本、维护成本、调试成本、运营成本等)、性能差(包括电气性能、机械性能、耐候性能、用户体验、安全性能、可制造性、可维护性等)、效率低等。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种疏水性超材料基材及其制备方法，以解决现有的超材料基材的性能较差的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种疏水性超材料基材，按质量份数，包括100份的含氟聚合物、1.5～35份的纳米颗粒以及0.05～12份的硅烷偶联剂。

在上述疏水性超材料基材中，含氟聚合物包括聚偏氟乙烯或聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)系共聚物。

在上述疏水性超材料基材中，纳米颗粒包括钛酸钡、氧化铝、二氧化钛、钛酸锶钡、石墨烯中的一种或多种组合。

在上述疏水性超材料基材中，疏水性超材料基材按质量份数包括100份的含氟聚合物、2～30份的纳米颗粒以及0.1～10份的硅烷偶联剂。

在上述疏水性超材料基材中，疏水性超材料基材按质量份数包括100份的含氟聚合物、10份的纳米颗粒以及0.1份的硅烷偶联剂。

在上述疏水性超材料基材中，疏水性超材料基材的表面是经过粗化处理的，且疏水接触角为120°～145°，滚动角为1°～10°。

根据本发明的另一方面，还提供了一种制备疏水性超材料基材的方法，包括以下步骤：将含氟聚合物粉末与纳米颗粒、硅烷偶联剂按比例进行共混，并通过流延工艺制得超材料基材片材；对制得的超材料基材片材进行粗化处理得到疏水表面，最终制得疏水性超材料基材。

在上述方法中，在共混的过程中采取湿法共混。

在上述方法中，采用球磨方式，实施将含氟聚合物粉末与纳米颗粒、硅烷偶联剂按比例进行共混的步骤。

在上述方法中，通过全方位行星式球磨机实施球磨。

在上述方法中，全方位行星式球磨机使用0.5mm～4mm的锆珠，球磨时间为4小时～60小时。

在上述方法中，在130℃～200℃的温度下，实施流延工艺。

在上述方法中，在对制得的超材料基材片材进行粗化处理的步骤中，通过喷砂方式在超材料基材片材表面进行粗化处理。

在上述方法中，在喷砂后，疏水接触角为120°～145°，滚动角为1°～10°。

在上述方法中，所制得的疏水性超材料基材按质量份数包括100份的含氟聚合物、1.5～35份的纳米颗粒以及0.05～12份的硅烷偶联剂。

在上述方法中，含氟聚合物包括聚偏氟乙烯或聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)系共聚物。

在上述方法中，纳米颗粒包括钛酸钡、氧化铝、二氧化钛、钛酸锶钡、石墨烯中的一种或多种组合。

本发明提供的制备疏水性超材料基材的方法，是根据超材料仿真设计结果，制备特定高介电常数的含氟聚合物基材，本发明提供的疏水性超材料基材，具有防结冰功能，同时保持了高的介电常数，提高了超材料基材特种环境实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明的实施例的制备疏水性超材料基材的方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。