[发明专利]一种具超疏水表面的物品及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具超疏水表面的物品及其制备方法。此物品的超疏水表面是经由在物品的表面上原位(in situ)形成多个经十六烷基三甲氧基硅烷改质的镁铝层状双氢氧化物。本发明公开的具超疏水表面的物品具有不小于130°的水接触角。

技术领域

本发明是有关于一种具超疏水表面的物品及其制备方法，特别是一种具有高疏水性、所需的防泼水性以及良好的清洗耐受性的具超疏水表面的物品以及具超疏水表面的物品的制备方法。

背景技术

因超疏水物品的独特性质，例如湿润性、自清洁性以及抗沾粘性等特性，近年来已有许多研究及商品对于超疏水物品的关心日益增加。已知固体表面的湿润现象可由表面的几何结构以及材料的化学组成所控制。近来，润湿性研究的范围已经扩展到制造具有其他功能的超疏水表面，以应用于先进材料中。在这方面，已经通过新方法制备了一些具有多功能的超疏水表面物品。例如，以包含超威米蜡或聚四氟乙烯颗粒的不同氰基丙烯酸乙酯奈米复合物壳功能化纤维素纤维以增加疏水性，藉由MnFe2O4奈米粒子以增加磁性，藉由量子点CdSe/ZnS以发光或藉由奈米银粒子(AgNPs)得到抗菌作用；藉由在物品表面上涂覆Pt、Au或AgNPs来得到良好的自净和抗菌物品。然而，前述方法具有涂覆材料昂贵、制程复杂例如还需要等离子处理或射频(RF)溅射等缺点。

在现有技术中，已知可利用层状双氢氧化物(layered double hydroxide,LDH)在例如织物或布料的物品表面上以增加疏水性。层状双氢氧化物可藉由例如水解，共沉淀，重构，阴离子交换反应，尿素法，溶胶-凝胶技术，微波，超声波或水热程序而形成。然而，前述方法具有需要高反应温度或压力的缺点，不仅会降低或削弱布料结构，且亦对环境不友善。此外，习知的在表面具有层状双氢氧化物因其清洗耐受性不佳，物品的疏水性在清洗后会下降。因此，现有技术中的表面具有层状双氢氧化物的物品并不被建议使用在耐用布料的应用中。

因此，本发明的一目的是提供一种具超疏水表面的物品以及一种具超疏水表面的物品的制备方法。

发明内容

本发明公开一种具超疏水表面的物品以及一种制备具超疏水表面的物品的制备方法。本发明的具超疏水表面的物品具有高疏水性，所需的防泼水性以及良好的清洗耐受性。本发明的具超疏水表面的物品是在物品的表面上原位(in situ)形成多个经十六烷基三甲氧基硅烷改质的镁铝层状双氢氧化物。藉由在物品的表面上原位(in situ)形成多个经十六烷基三甲氧基硅烷改质的镁铝层状双氢氧化物以提高物品表面的疏水性。此外，本发明的物品在清洗后仍可维持良好的防泼水性。

本发明的一目的是公开一种具超疏水表面的物品。本发明公开的具超疏水表面的物品是在物品的表面上原位(in situ)形成多个经十六烷基三甲氧基硅烷改质的镁铝层状双氢氧化物，其中前述物品的表面的水接触角不小于130°。

在本发明公开的一实施例中，前述镁铝层状双氢氧化物的粒径可介于100奈米(nm)至200奈米(nm)间。

在本发明公开的一实施例中，前述物品可例如为布料、金属或聚合物薄膜。

本发明的另一目的是公开一种具超疏水表面的物品的制备方法。此具超疏水表面的物品的制备方法可包含但不限于下列步骤：(a)混合六水合硝酸镁(Mg(NO3)2·6H2O)，尿素以及一第一溶剂以制备一溶液；(b)将一铝箔以及一物品浸泡入前述溶液中；(c)加热前述溶液一段时间以使多个镁铝层状双氢氧化物原位(in situ)形成于前述物品的表面上；(d)混合氨水(NH4OH)，十六烷基三甲氧基硅烷(hexadecyltrimethoxysilane)以及一第二溶剂以形成一改质溶液；(e)将前述表面原位形成有镁铝层状双氢氧化物的物品浸泡入前述改质溶液中；(f)加热前述改质溶液一段时间；以及(g)干燥前述表面原位形成有镁铝层状双氢氧化物的物品。

在本发明公开的制备方法的一实施例中，在步骤(a)中，前述溶液中的六水合硝酸镁浓度可介于3mM至16mM间，且较佳可介于3.79mM至15.18mM间。