[发明专利]一种具有超疏水性表面的洁具材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及超高分子量聚乙烯用作洁具材料的制备以及材料的表面刻蚀处理，属于高分子材料的表面改性及聚合物基洁具用品材料领域。

背景技术

长期以来得到类似于荷叶的超高疏水性材料是人们梦寐以求的，所谓超疏水表面一般是指与水的接触角大于150°的表面，水滴在此表面上很难稳定地停留，与水滴有关的许多人们不愿见到的现象如材料表面的污染、积雪、氧化、电流的传导以及流体的粘滞等可以被有效遏制，这种新型材料将会给人们的日常生活和工农业生产带来极大的便利。但到目前为止，只有超疏水性的涂料和微孔薄膜得到了商业化的应用，其他类型的材料如塑料片材的研究也很多，也取得了一定的成果，但大多处于实验室阶段，距商业化的道路还有一定距离。

而洁具材料经过了从传统的木材、竹材到陶瓷材料，再到亚克力等塑料材料的发展过程。其功能化和多功能性也引起了人们的广泛关注，如目前市场上已有具有按摩功能、自清洁功能的洁具产品问世。但是传统的洁具产品易脏且不易清洗，新型的具有自清洁功能的洁具产品又多以超亲水性材料为基材制备或表面涂层的方法来制备，存在耐油污性能差、使用期限短等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种表面具有水滴荷叶效果的，超疏水性表面的洁具材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：具有超疏水性表面的洁具材料的制备方法，将注塑级超高分子量聚乙烯通过压制成型或挤出成型的成型方法来一次成型具有一定几何尺寸的塑料片材，而后利用二次成型的方法，利用真空吸塑成型制备洁具用品面板，最后采用物理的改性方法，使用热的聚乙烯良溶液对塑料面板进行快速刻蚀三次，而后冲洗至材料表面无多余有机溶液即可。

具有超疏水性表面的洁具材料所用塑料片材的制备方法，压制片材的工艺条件为：热压温度为190℃、热压时间为10min、热压压力为10MPa；冷压温度为室温、冷压时间为10min、冷压压力为10Mpa；挤出片材的工艺条件为：平行同向双螺杆挤出机的各段机筒及机头温度依次为120℃、150℃、180℃、210℃、210℃和190℃，螺杆主机转速为30r/min，水冷定型。所制备的片材应具有一定的几何尺寸，以便二次成型使用。

采用已制备好的具一定几何尺寸的塑料片材，采用二次成型的方法，利用真空吸塑成型制备，真空成型的温度为120℃左右。可根据最终洁具用品的尺寸要求，调整成型模具尺寸和成型压力大小。

材料表面刻蚀处理所用溶液为温度大于120℃的二甲苯或者四氢萘；严格控制表面刻蚀的时间和次数；表面刻蚀处理后，须将表面多余溶液冲洗干净。发明中利用PE结晶区和非晶区溶解能力的差别，采用表面快速刻蚀的方法，来溶解材料表面的非晶区部分和其他可能存在的小分子，从而增加了材料表面的粗糙度，在材料表面构造出了微观的微突结构，大幅提高了材料的表面疏水性。

本发明还具有生产工艺简单，生产成本较低，可操作性强的优点，达到水滴荷叶的超疏水性效果。

附图说明：

图1是；经本发明所述制备的超高分子量聚乙烯材料的疏水效果图。

具体实施方式

在热压温度为190℃、热压时间为10min、热压压力为10MPa；冷压温度为室温、冷压时间为10min、冷压压力为10MPa的加工条件下，将注塑级超高分子量聚乙烯粒料加工成一定尺寸的塑料片材；而后在120℃条件下，利用超高分子量聚乙烯优良的延展性，采用真空成型的方式制备洁具用塑料面板；取一定量的热二甲苯溶剂(温度大于120℃)对塑料面板表面进行快速刻蚀三次(每次处理时间约30s)；表面刻蚀处理后，取适量水溶液冲洗3-5min，直至将表面多余溶液冲洗干净。

从说明书附图1中可看出，经本发明所述制备的超高分子量聚乙烯材料具有很好的疏水效果，经实验测定，其与水的接触角大于150°，所制备的洁具材料具有超疏水性的表面。