[发明专利]一种防污基板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种防污基板，包括：基底；所述基底的表面至少具有一个功能区域；所述功能区域至少一部分具有涂层；所述功能区域上具有多个凸台，所述凸台的平均高度为10～2000nm，凸台的平均上表面积为78～1.964×10⁵nm²，相邻凸台之间的平均间距为1～5000nm；所述涂层采用疏水材料制成。本发明提供了一种防污基板及其制备方法，本发明制备的防污基板具有较强的防污性和耐磨性，且基底有多种选择。采用本发明所述防污基板的制备方法获得的防污基板，能够制得凸台之间的间距低至1nm的防污基板，且大大缩小了小尺寸间距的凸台的制备成本，防污基板基底和凸台为一体，凸台不易从基底上脱落，提高了防污基板的耐磨性。

技术领域

本发明涉及一种防污材料，具体涉及一种防污基板及其制备方法。

背景技术

防污材料的表面一般具有疏水表面，疏水表面一般是指固体表面与水的接触角大于120°的表面。由于疏水表面与水滴的接触面积非常小，水滴极易从表面滚落。因此，疏水表面不仅具有自清洁功能，而且还具有防电流传导、防腐蚀、防水、防雾、防毒、防雪、防霜冻、防黏附、防污染等功能，因而在建筑、服装纺织、液体输送、生物医学、日用品与包装、交通运输工具以及微量分析等领域都具有广泛的应用前景。

为了使样品具有防污功能，大多是在样品的表面制备超疏水涂层，但是这样制备的样品存在表面耐磨性差的问题，经过反复摩擦难以维持样品表面原本形貌。为了使样品表面具有耐磨性，在传统的制备工艺中，通常通过特定的工艺在基底表面植入凸起阵列，凸起阵列与基底形成界面粘接，经过反复摩擦，凸起阵列容易从基底表面剥离，从而容易导致样品表面的耐磨性较差的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种具有防粘附、防污染且耐磨的防污基板及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：本发明提供了一种防污基板，包括：

基底；所述基底的表面至少具有一个功能区域；所述功能区域至少一部分具有涂层；所述功能区域上具有多个凸台，所述凸台的平均高度为10～2000nm，凸台的平均上表面积为78～1.964×10⁵nm²，相邻凸台之间的平均间距为1～5000nm；所述涂层采用疏水材料制成。

凸台的平均上表面积是指每个凸台的上表面积的平均值；相邻凸台之间的平均间距是指相邻凸台之间的最短距离的平均值。

多个凸台的设置可以增加样品表面的耐磨性，凸台的高度、上表面积、相邻凸台之间的间距和疏水材料制备的涂层影响着材料的防污疏水性。本发明所述防污基板上具有较好防污性能的同时还解决了样品表面耐磨性差的问题。

凸台的形状可以为任意形状，可以为圆柱、圆台型或者方形，并非是严格的圆柱、圆台或方形，如侧面不是完全光滑的弧面。如果凸台直径太小，高度太高，其机械强度将变低，容易遭到破坏，导致耐磨性越差。如果凸台直径太大，高度太低，凸台结构的对基板表面产生的防污效果不明显。当凸台的平均高度为10～2000nm，平均上表面积为78～1.964×10⁵nm²时，基板的耐磨性和防污性能较佳。

优选地，凸台的平均高度为80～1000nm。凸台的高度大于1000nm时，如果继续提高凸台高度，对防污效果提升不明显，且会导致凸台的加工效率下降，成本上升；当凸台高度小于80nm时，加工过程中高度一致性较难保证，防污效果容易恶化。因此当凸台的平均高度为80～1000nm时，加工效率较高、加工成本较低、防污效果和耐磨性较佳。

相邻凸台之间的平均间距为小于1nm时，基板的表面的凸台结构将不明显，基板的防污效果也会变差；当相邻凸台之间的平均间距大于5000nm时，材料的表面接触角较小，使基板表面的防污性能较差。因此，相邻凸台之间的平均间距优选为1～5000nm。