[发明专利]一种复合疏水纳米粉体包覆液体弹珠的制备方法

说明书

本发明涉及一种复合疏水纳米粉体包覆液体弹珠的制备方法，属于包覆材料技术领域。本发明以纳米氧化锌粉体、纳米二氧化钛粉体和纳米氧化铝粉体为原料，制备包裹液体的复合疏水纳米粉体，通过疏水纳米氧化锌粉体的包裹，能有效减少弹珠内液体被有害细菌污染的风险，从而提高液体弹珠的安全性，纳米二氧化钛屏蔽紫外线作用强，且对枯草杆菌黑色变种芽孢、绿脓杆菌、大肠杆菌、金色葡萄球菌、沙门氏菌、牙枝菌和曲霉的杀灭率达到98~99%，能有效提高液体弹珠的医用性和安全性，纳米氧化铝为白色蓬松粉末状态，具有比表面较大，孔隙率高、吸附性强、成型性好的优点，能有效吸附在液体表面，并将其它微粒有效吸附粘结在液体表面，从而形成稳定的液体弹珠。

技术领域

本发明涉及一种复合疏水纳米粉体包覆液体弹珠的制备方法，属于包覆材料技术领域。

背景技术

润湿性是固体表面的重要性质之一，也是自然界中最常见的界面现象。由于这一性质对材料在液体传输、摩擦、自清洁、防腐蚀等领域中的应用具有重要影响，因此受到国内外学者的广泛关注。

水具有较高的表面能，因而水滴容易黏附在材料表面，导致诸如表面污染、腐蚀等问题。荷叶、玫瑰花瓣的表面都存在特殊的几何结构及疏水性的化学组成，水滴在其表面接触角可达160°以上，且很容易滚落。这种荷叶效应(lotuseffect)的发现激发了人们对不粘连表面的研究兴趣。不粘连表面是指具有特殊形貌或性能的材料表面，使得诸如尘土、水、冰等污染物较难黏附其上，由于其特异的表面性能，被广泛应用于医药、化学以及生命科学等领域中。

构建不粘连表面的方法主要有两种：一种是通过仿生学原理，构建类似于荷叶的超疏水表面，通过增大接触角和减小滚动角的方式实现不粘连体系。超疏水表面一般是通过采用低表面能材料和构建微/纳米粗糙结构的方法来实现，主要有模板法、自组装方法、刻蚀技术以及溶胶-凝胶法等。由于具有优异的疏水性能以及低表面黏滞性等特点，超疏水材料在自清洁涂层、超疏水纤维和纺织物以及流体减阻等众多领域都具有潜在的应用前景。

Sato等用规整排列的聚苯乙烯乳胶球作模板制备了具有孔洞结构的二氧化硅膜，然后在表面通过化学气相沉积修饰一层全氟硅烷后得到了超疏水性能。张希等在聚电解质多层膜修饰的ITO电极上电沉积Au或Ag纳米颗粒得到微纳米团簇，再在团簇表面自组装正十二烷基硫醇，构造出超疏水表

面;段雪等将超疏水材料用于金属的防腐蚀层，达到了优良的防腐蚀效果;刘维民等通过构造船型的中空结构制备了超疏水表面，其在催化剂和微反应容器方面具有潜在应用价值;江雷等受到水黾脚部的启发，通过构建带有棱纹的纳米针结构，得到了超疏水性的金属铜表面;他们还制备了同时具有超疏水和超亲油效果的金属网，这种网能够有效地用于油水分离;McCarthy等利用射频等离子体刻蚀双轴取向的聚丙烯膜表面，然后对聚丙烯进行氟化改性，通过调节刻蚀时间使接触角可以达到170°;另外，韩艳春等报道了表面形貌和化学组成在x、y方向连续变化的二维润湿性梯度正交表面，可以实现从疏水到亲水、超疏水到超亲水等在一维方向上呈梯度变化的表面。通过离子自组装方法，用离子液体制备了疏水性可调的聚酰亚胺薄膜;运用复制模塑法(replicamolding)以聚苯乙烯亚微米球作模板，在聚酰亚胺薄膜表面制备了与薄膜成一体的亚微米球结构，再通过层层静电自组装法组装纳米级二氧化硅颗粒，实现类荷叶表面结构的微米和纳米尺度的多级复合结构，成功制备了超疏水聚酰亚胺薄膜;利用化学浴法在金属锌片的表面沉积碱式碳酸锌薄膜，通过改变晶面取向可以调控薄膜从超亲水性转变到超疏水性;此外，还通过喷涂、浸涂等方法制备了超疏水薄膜和超疏水亲油滤纸，实验表明这种滤纸具有优异的疏水亲油性能和油水分离性能。