[发明专利]一种表面超疏水复合材料的制备方法

说明书

本发明是一种表面超疏水复合材料的制备方法，本发明技术方案采用超疏水特性强且耐高温性能优异的PTFE微末颗粒作为超疏水组分加入外层胶膜所用树脂基体中以提高最终复合材料的超疏水性能，分别配制内、外层胶膜所用基体树脂并制备胶膜，而后采用逐步预浸的方法制备预浸料，最终按照规定的宽度要求进行分切、铺贴并放入热压罐中高温固化成型，完成超疏水复合材料的制备。本方法最大的优点是可将超疏水涂层在复合材料制备过程中一体化成型，制备的超疏水表层与复合材料结合力强，且能够提高预浸料以及树脂基复合材料的超疏水特性。本发明制备的超疏水树脂基复合材料具有自清洁性、抗吸湿性能强、抗冰冻性能强、疏水性能稳定等优点，具有很大的技术优势，对于航空航天用新型树脂基复合材料的应用具有重要的意义。

技术领域

本发明是一种表面超疏水复合材料的制备方法，属于超疏水复合材料及其制备方法领域。

背景技术

固体表面对液体的润湿性(又称浸润性)是材料表面的一个重要性质，它是固体表面的结构与性质、液体的表面性质以及固液两相分子间相互作用等微观特性的宏观表现，固体表面的这种润湿性可以用接触角和滚动角两个重要指标来衡量。人们通常将与水接触角大于90°称为疏水表面，与水接触角大于150°的表面成为超疏水表面，对于自清洁的超疏水表面，通常认为其滚动角要小于10°。

树脂基复合材料因其具有可设计性、比强度高、重量轻等特点而受到广泛的关注，在风力发电叶片、大飞机以及新一代航空航天飞行器等各相关领域都有非常重要的应用。目前，树脂基复合材料在各领域应用越来越多，其防潮、防水及防冰要求也越来越迫切，防水和防冰采用的方法主要有在复合材料内布置铜片等电阻丝，靠发热来防水防冰；另一种方法是在树脂基复合材料上直接制造低表面能材料或制备低表面能涂层；还有一种方法就是先采用化学腐蚀或模板压制形成微结构，然后再进行低表面能涂层的修饰。然而，目前普遍使用的树脂基复合材料表面都不具有自清洁性，在户外长期使用时，很多环氧树脂和双马树脂基复合材料都具有一定的吸湿性，吸湿后往往会导致力学强度降低，影响使用性能，因此，发展具有防水性和自清洁性的树脂基复合材料具有非常重要的应用价值和实际意义。

聚四氟乙烯，被称作“不粘涂层”或“易清洁物料”，具有抗酸抗碱，抗各种有机溶剂的特点，同时具有耐高温的特点，既能够作为超疏水涂层在各种环境下使用，又不会影响复合材料耐高温的性能，是在树脂基复合材料表面制备超疏水涂层的理想材料。

CN101830098B公开了一种具有超疏水表面的聚合物基复合材料及其制备方法，其采用在复合材料本体上涂覆超疏水涂层的方法给复合材料增加超疏水表面，先对复合材料本体表面进行预处理，然后将树脂体系涂刷在表面并刮平；再利用金属氧化物纳米粉体喷涂在树脂体系表面，最后进行加热固化，并置于硬脂酸乙醇溶液等类似溶液中进行自组装，获得超疏水表面。该方法是在复合材料成型后增加后处理工艺和热喷涂工艺制备超疏水涂层，增加了较多工序，工艺繁琐且涂层结合强度较低。

CN201110077761公开了一种利用热喷涂制备憎水涂层的方法，其利用热喷涂技术首先在基体表面喷涂复合粉末(微米级金属或合金粉末包覆纳米级陶瓷粉)，形成微纳二级结构，然后利用憎水有机涂层进行修饰，形成超疏水仿生表面，由于热喷涂的热效应较大，因此该方法适于金属上喷涂制造表面微纳结构，如应用到树脂基复合材料，必然造成热损伤，且结合强度较低，因而对树脂基复合材料不适用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种表面超疏水复合材料的制备方法，该方法将超疏水成分与树脂基复合材料一体化成型，能够实现工业化生产，并且由该方法制得的树脂基复合材料能够使水滴在其表面自由滑落，实现真正意义上的超疏水功能。

为达到上述目的，本发明所述表面超疏水复合材料的制备方法的步骤如下：

步骤一、用环氧树脂或双马树脂的合成配制相容的内层预浸和外层预浸所用的内层预浸树脂基体和外层预浸树脂基体，外层预浸树脂基体中加入PTFE粉末作为超疏水成分；