[发明专利]一种基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料及其制备方法。本发明的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料，所述耐刮擦超疏水材料由基底、粘合剂、短切纤维及纳米颗粒组成，所述粘合剂涂覆于所述基底的表面，所述短切纤维的一端设置于所述涂覆有粘合剂的基底的表面，所述短切纤维的表面包覆有纳米颗粒。本发明的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料具有优异的超疏水特性，同时该材料表面具有优异的耐刮擦特性，在民用产品、航空航天和精密仪器领域均具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于超疏水材料技术领域，涉及一种超疏水材料及其制备方法，具体涉及一种耐刮擦超疏水材料及其制备方法，特别涉及一种基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料及其制备方法，尤其涉及一种基于纤维阵列的耐刮擦多级次超疏水材料及其制备方法。

背景技术

超疏水材料通常指当水滴与其表面接触时，接触角大于150°、滚动角小于10°的材料。超疏水材料由于其特殊的表面润湿性，使其在自清洁、防冰、防雾、防腐蚀、绿色打印、传感器以及油水分离等多个领域均有重要的应用前景，如，在生产生活中具有自清洁功能的建筑外墙，大大减少了在建筑外墙清理过程中所产生的经济成本，特别是自清洁外墙在高层建筑上的应用，避免了在清理过程中产生的安全问题；又如，自清洁喷雾的使用，可以轻松方便地将其喷涂在衣服、皮鞋等物体的表面，大大减少了衣物被污染的可能，为人类的生活提供了方便；防雾材料在汽车挡风玻璃、后视镜以及眼镜上的应用，同样方便了人类的生产、生活；防冰材料在飞机、交通路面、输电线路等方面的应用也为生产生活的安全提供了保障。

CN102453465A公开了一种粘附型超疏水材料及其制备方法，该材料是一种含有有机基团的二氧化硅纳米颗粒，以该材料作为构建单元，在基体上进行沉积得到具有二重纳米粗糙度的表面；该表面不仅具有超疏水性能，接触角在140～170°之间，而且具有很强的粘附力，水滴在倾斜或者倒置的情况下不会滑落下来。该发明的制备方法操作简单，原料易得，成本低，对于水的输运、转移和分离具有广泛的应用前景。但是，该发明的粘附型超疏水材料的耐刮擦性能有待进一步提高。

CN103214690A公开了一种耐用性超疏水材料的制备方法，所述制备方法如下：一、制备纳米颗粒分散液；二、制备基体与纳米颗粒的复合材料；三、涤及干燥；四、浸泡、洗涤及干燥；即得到耐用性超疏水材料。采用该发明的制备方法制备耐用性超疏水材料不需使用专门昂贵的设备和苛刻的实验条件，降低了生产成本；制备的耐用性超疏水材料用于油水分离领域，可反复使用300次以上，具有良好的耐使用性能，但是其疏水性能和耐刮擦性能有待进一步提高。

必须注意的是，目前，对于超疏水材料的应用大多还停留在实验室阶段。限制超疏水材料应用的因素除了难以低成本、大面积且以简单的工艺制备以外，其真正的痛点还在于如何使超疏水材料的表面稳定地保持超疏水特性，即如何提高超疏水材料的耐刮擦性。由于构成超疏水表面往往需要具有微米级次、纳米级次或是微纳米多级次复合结构，这些微结构在实际应用过程中相对于外界载荷是比较脆弱的，因此如何制备具有耐刮擦特性的超疏水材料具有重要的研究价值与意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料及其制备方法。本发明的基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料具有优异的超疏水特性，同时该材料表面具有优异的耐刮擦特性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种基于纤维阵列的耐刮擦超疏水材料，所述耐刮擦超疏水材料由基底、粘合剂、短切纤维及纳米颗粒组成，

所述耐刮擦超疏水材料由基底、粘合剂、短切纤维及纳米颗粒组成，所述粘合剂涂覆于所述基底的表面，所述短切纤维的一端设置于所述涂覆有粘合剂的基底的表面，所述短切纤维的表面包覆有纳米颗粒。