[发明专利]一种仿芭蕉叶的疏水防污岩板及其制备方法

说明书

本发明公开一种仿芭蕉叶的疏水防污岩板及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：紫外激光刻蚀陶瓷岩板表面形成微纳二级复合结构；所述微纳二级复合结构包括微米级沟槽和附着于微米级沟槽的纳米级颗粒；将表面形成微纳二级复合结构的岩板进行清洗并干燥；将干燥后的岩板在含氟硅烷的乙醇溶液中浸泡以使得氟硅烷分子以共价键的形式连接在岩板表面；取出浸泡完成后的岩板并再次进行干燥，获得仿芭蕉叶的疏水防污岩板。所述制备方法通过紫外激光刻蚀将类芭蕉叶的微纳结构引入岩板表面，该微纳结构与氟硅烷改性耦合从而实现兼顾岩板装饰性的同时促进岩板的疏水防污功能化。

技术领域

本发明涉及功能陶瓷领域，具体涉及一种仿芭蕉叶的疏水防污岩板及其制备方法。

背景技术

陶瓷岩板是由陶瓷原料经过压机压制成型并于1200℃以上的高温烧成制备的新型瓷质材料，其能够通过切割、钻孔、打磨等工艺进行再加工。当前陶瓷岩板主要用于家居、厨房板材装饰领域，这对于岩板的疏水防污性能提出较高需求。

现有技术主要通过调整陶瓷材料配方或者在岩板表面制备涂层来改善岩板的疏水性能。中国专利CN 211666134U公开一种自清洁瓷砖的制备方法，在瓷砖表面喷涂一层环氧树脂，再在环氧树脂层上喷涂气相二氧化硅构成微纳级乳突结构。上述方法获得的陶瓷砖表面与水接触时，瓷砖表面的微纳结构能抓取空气，减少水与瓷砖之间的接触面积从而实现疏水防污。但是环氧树脂层和瓷砖的结合力较弱，这导致陶瓷砖的疏水耐用性差，且环氧树脂会受到光照、时间等因素影响会发生黄变从而影响瓷砖的装饰性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种仿芭蕉叶的疏水防污岩板及其制备方法。所述制备方法通过紫外激光刻蚀将类芭蕉叶的微纳结构引入岩板表面，该微纳结构与氟硅烷改性耦合从而实现兼顾岩板装饰性的同时促进岩板的疏水防污功能化。

第一方面，本发明提供一种仿芭蕉叶的疏水防污岩板的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：

紫外激光刻蚀陶瓷岩板表面形成微纳二级复合结构；所述微纳二级复合结构包括微米级沟槽和附着于微米级沟槽的纳米级颗粒；

将表面形成微纳二级复合结构的岩板进行清洗并干燥；

将干燥后的岩板在含氟硅烷的乙醇溶液中浸泡以使得氟硅烷分子以共价键的形式连接在岩板表面；

取出浸泡完成后的岩板并再次进行干燥，获得仿芭蕉叶的疏水防污岩板。

本发明所述制备方法采用紫外激光加工微结构结合氟硅烷改性的方式制备具有表面具有仿芭蕉叶微纳复合结构(呈现为沟槽状分布的微米级条纹且沟槽底部附着大量纳米级颗粒)的陶瓷岩板，水滴、墨汁、酱油等污渍在上述结构的岩板表面呈球状而非铺开，且随着岩板的倾斜而快速滚离表面，具备优异的疏水防污效果。

较佳地，所述微米级沟槽的宽度为20-60μm，相邻的微米级沟槽之间的间距100-250μm。

较佳地，所述纳米级颗粒的粒径为100-400nm。

较佳地，紫外激光刻蚀的加工参数为：扫描速度100-250mm/s，加工次数2-8次，激光重复频率10-25kHz，功率为1-3W。

较佳地，氟硅烷和乙醇的体积比为1:100-1:50。

较佳地，干燥后的岩板在含氟硅烷的乙醇溶液中的浸泡时间为3-4h。

较佳地，所述氟硅烷为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷。

第二方面，本发明提供上述任一项所述的制备方法获得的仿芭蕉叶的疏水防污岩板。所述仿芭蕉叶的疏水防污岩板以水为介质的静态接触角为146-160度，滚动角为6-20度。

较佳地，所述仿芭蕉叶的疏水防污岩板的规格为长300-900mm×宽300-900mm×高3-6mm。

附图说明