[发明专利]一种超疏水薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超疏水薄膜的制备方法，属于材料技术领域。

背景技术

人类历史的发展和社会文明的进步在很大程度上是以材料的发展为前提的，性能

优异的材料推动了人类历史的发展和社会的进步，同时人类历史的变革和社会的进化也亟需材料的更新换代。材料的发展在人类社会发展史中通常具有划时代的意义，新材料的出现往往作为一个反映了当下社会的发展水平时代的标志。从古至今，人类社会的发展经历了以磨制石器为主要工具的石器时代，以冶炼青铜器为主要工具的青铜器时代，以冶炼铁器为主要工具的铁器时代，以蒸汽机为主要工具的蒸汽时代，以电力为主要动力的电气时代以及以半导体为主要器件的信息时代。进入21世纪后，传统材料已经无法满足当下社会高速发展的需要，人们对于材料的要求逐渐地从过去的单一提高社会生产力，向现在的不断满足人们日益增长的物质文化生活需要的方向转变。因此，现代材料的发展呈现出了多元化、智能化的趋势，各个学科之间的交叉渗透使得各种新材料层出不穷。在长期的自然选择和生命进化的过程中，大自然赋予了生物或者生物体的某个器官特殊的结构形态和优异的功能特性，使得生物能够适应复杂多变、竞争激烈的自然环境，从而维系自身的生存以及种族的繁衍。在大自然的启发下，20世纪90年代，

一种以自然界中活的生物体为原型，利用先进的技术工艺制备的，具有类似于生物本身所具有的特殊的结构形态和优异的功能特性的人工智能材料，即仿生材料，引起了世界各地的专家学者极大的研究兴趣。例如，仿荷叶表面微纳米分级结构的自清洁材料，仿鲨鱼皮表面棱纹微结构的低能耗涂层以及仿壁虎脚趾分支刚毛结构的可逆粘附表面等。经过近二十多年的发展，仿生材料不管是在基础研究方面还是在实际应用方面都取得了举世瞩目的成就。目前，很多仿生材料已经被广泛地应用于工业、农业、医学、军事、航天等领域，这使人们的日常生活发生了巨大的变化，同时也极大地推动了人类历史的发展和社会文明的进步。表面润湿性是固体界面由固-气界面转变为固-液界面的现象，是固体材料一个非常重要的性质，许多的物理化学过程都与表面润湿性紧密相关，如吸附、润滑、黏贴

等。润湿性不仅影响着自然界中动植物的生命活动，还在人们的日常生活与工业、农业生产中发挥着重大作用。润湿通常用液体在固体表面的铺展能力来展现，通过测量固体表面固-液形成的接触角来描述。根据固体表面与液滴形成的接触角的大小，以90°为分界点，表面被分为亲水和疏水两种状态，即接触角小于90°为亲水材料，大于90°为疏水材料，而当接触角大于150°时，这种表面就是所谓的超疏水(superhydrophobic)表面，具有极难被水沾湿的特性。超疏水材料在防水、防污、自清洁、新型功能材料、运输业、印刷及涂料工业等许多领域都有着广泛的应用。但是，传统薄膜疏水性能差、制备成本高、污染环境，近年来，超疏水表面引起了科学家们的广泛研究兴趣，解决传统薄膜疏水性不足之处，现已成为仿生材料研究领域中的热点之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对传统薄膜疏水性能差、制备成本高、环境污染的问题，提供了一种超疏水薄膜的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

1.一种超疏水薄膜的制备方法，具体制备步骤为：

（1）将铜基体打磨、抛光、脱脂、除油、除钝化层，得预处理铝合金；

（2）将正硅酸乙酯、无水乙醇、盐酸混合搅拌，得硅溶胶；

（3）将氯化锌、乙醇溶液、冰醋酸混合搅拌，得氯化锌溶液；

（4）将硅溶胶与氯化锌溶液按质量比1：1混合，得改性液；

（5）将预处理铜基体浸泡在改性液中，并置于水热反应釜中反应，反应结束后水洗干燥，再浸泡在十二烷基三甲氧基硅烷乙醇溶液中1～2h，取出醇洗、水洗、干燥，得超疏水薄膜。

骤（1）所述预处理过程为将铜基体表面用砂纸进行打磨，抛光处理至铜基体表面的粗糙度Ra为0.01～0.10um，将铜基体浸泡在丙酮中以300W超声波超声清洗8～10min，再转入去离子水中以400W超声波超声清洗10～12min，取出后用氮气吹干，并浸泡在质量分数为5%氢氧化钠溶液中10～15min，取出后用去离子水洗涤3～5次，并用氮气吹干。

步骤（2）所述正硅酸乙酯、无水乙醇、盐酸的质量比为5：125：1，所述盐酸的质量分数为36%。

步骤（3）所述氯化锌、乙醇溶液、冰醋酸的质量比为2：24：1。

步骤（5）所述反应为在200～220℃下反应10～12h。