[发明专利]一种激光打印制备超疏水纸的方法

说明书

本发明公开了一种超疏水纸的制备方法，所述的方法实现了纸张表面的超疏水性能，制备的超疏水表面静态接触角可以达到153.0°。制备得到的超疏水纸具有良好的防潮、耐紫外性能，外力作用下疏水性丧失后，温度作用可以使聚多巴胺封装的十八胺熔化并释放迁移至聚多巴胺胶囊表面，降低表面的自由能，实现纸张表面超疏水性能的自修复，本发明所述的制备方法，不需要复杂的仪器设备，不需要复杂的合成过程，不需要繁琐的步骤，不需要过长的时间，且激光打印技术具有快速、高效等优点，本发明提供的超疏水纸的制备方法具有简单、环保的特性。

技术领域

本发明属于超疏水材料技术领域，具体涉及一种超疏水纸的制备方法。

背景技术

纸基材料因其成本低廉、处理方便、实用性强而被广泛地用于现代社会的众多领域。此外，由于其柔韧性、可变形性好，质轻且生物降解性好等优点，目前作为柔性“绿色电子”材料而得到广泛关注，在环境监测、食品药品检测、医药临床等领域有着较为理想的商业化前景。还有用纸基材料制备的一些电子器件，如执行器、摩擦电动纳米发电机、和微流控元器件等，说明了纸基材料的广泛适用性。此外，纸张具有良好的印刷性能，因此纸基产品可以通过印刷技术进行大规模生产。但是由于传统纸张纸纤维素上的一些亲水性官能团如羟基、羧基、磺酸基使得纸具有亲水性，这就使得纸张容易浸水而损坏，从而造成文件受损或者食物损坏。受自然界“荷叶效应”的启发，超疏水表面具有防水、防雾、防污染、防覆冰、自清洁的效果，因此，仿生构建超疏水表面成为了近年来表界面领域的一个重要研究方向。

目前的超疏水纸可通过在纸浆内添加疏水改性的无机颗粒、疏水改性具有微纳米粗糙结构的纸张或将疏水改性的无机颗粒固着到纸张基体上等方法来获得。专利CN201710383341.5公开一种高强度超疏水纸的制备方法，用于解决现有应用氯硅烷制备超疏水纸纸张强度低的问题，本方法将预处理后的纸浆纤维置于阳离子淀粉溶液中浸泡，取出后用去离子水清洗，然后置于海藻酸钠溶液中浸泡，取出用去离子水清洗，重复上述过程，得到阳离子淀粉/海藻酸钠多层膜改性的纸浆纤维，并采用纸张成型器抄纸；在室温下，一定湿度的密闭容器中，将抄造的纸张浸渍在氯硅烷溶液中反应，随后依次用苯类溶剂、无水乙醇和水漂洗，干燥；该方法制备出的超疏水纸具有较高的强度性能，但是苯类溶剂的毒性高，在制备过程中易造成污染等。专利CN201611063977.3公开了一种超疏水纸质包装材料的制备方法，包括：以含氟丙烯酸酯单体包括叔胺基丙烯酸酯类单体和一般丙烯酸酯类单体的丙烯酸酯混合单体为原料，制备氟改性丙烯酸酯树脂；加入疏水性二氧化硅微粒对所述氟改性丙烯酸酯树脂进行改性，制备疏水剂；将所述疏水剂涂布在纸质包装材料表面。利用本发明的方法制备的超疏水纸质包装材料具有超疏水的特点，水在其表面无法附着，具有卓越的防水防脏效果，但是上述制备原料中含有氟，易造成环境污染。上述构建超疏水纸的方法相对比较复杂，且对超疏水纸表面的图案化和梯度化难以控制，一些含氟物质的添加会造成环境污染，且该类纸暴露于室外环境或是其他恶劣的环境中时，表面的低表面能物质容易分解，从而破坏表面的微纳米双级复合粗糙结构，这样就导致了纸表面超疏水性能的永久性破坏，这类纸基超疏水表面的耐久性差，不稳定，不同于自然界当中的可以自我修复的超疏水表面。因此，提供一种易于制备且具有长效耐久性和自修复功能的超疏水纸的制备方法是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有超疏水纸制备方法相对复杂且不够环保以及其超疏水性能容易受到机械力、化学作用、紫外光、高温等作用的破坏而失效的问题，提供一种简易环保的制备超疏水纸的方法，这种方法制备的超疏水纸还具有良好的防潮性能、耐紫外性能。具体技术方案如下：

一种超疏水纸的制备方法，包括以下步骤：