[发明专利]一种快速制备超疏水膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及超疏水膜的制备，具体的说是一种在固体表面快速制备超疏水膜层的通用方法。

背景技术

润湿性能是固体表面的一个重要特征，一般认为，水在固体表面的接触角＞150°，该表面呈超疏水状态。自然界的荷叶表面是一个典型的超疏水范例。在荷叶表面，水滴可以自由滚动，并且在滚动时可以将附着在表面上的灰尘等污染物带走，从而使表面保持清洁。研究发现，荷叶表面的超疏水性是由于表面上微米结构与纳米结构相结合的阶层结构以及表面上蜡状物的存在共同引起的。实践证明，超疏水表面不仅具有自清洁功能，而且还具有防电流传导、防腐蚀、防水、防雾、防污染等功能。因此，人造超疏水膜层的制备已成为多功能材料领域的研究热点之一，引起研究者广泛关注。

基于该研究结果，研究者开发很多人工超疏水表面制备技术，比如，化学气相沉积法、微机械加工法、等离子体刻蚀法、化学刻蚀法、电化学沉积法等。但这些方法在工业中的应用还有很多缺陷。化学气相沉积法、微机械加工法、等离子体刻蚀法的使用需要昂贵的仪器设备，且处理工艺繁琐，处理时间长。化学刻蚀法和电化学沉积法虽然可以避免上述问题，但不是通用的制备方法，其使用对基体具有一定的选择性。比如对于化学刻蚀法而言，不同基体，刻蚀液成分不同，而电化学沉积法则只能应用于导体表面。

因此，开发简便易行且不需要昂贵仪器设备的超疏水膜制备通用方法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速制备超疏水膜的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种快速制备超疏水膜的方法：

将表面经处理的试样室温下依次浸没在六亚甲基二异氰酸酯三聚体/乙酸乙酯溶液、十二胺/乙酸乙酯溶液中，浸没后试样用有机溶剂清洗晾干进而试样表面即形成超疏水膜。

所述经处理的试样依次浸没在0.5-0.1M六亚甲基二异氰酸酯三聚体的乙酸乙酯溶液、0.5-0.1M十二胺的乙酸乙酯溶液中分别浸没5-60s。

所述表面经处理的试样是依次用乙醇、去离子水清洗试样表面，氮气吹干待用。

所述试样可为金属、玻璃、硅晶片或其他固体材料。

所述有机溶剂为乙酸乙酯、丙酮或苯中的一种或两种任意比例混合的混合液。

本发明所具有的优点：

通过本发明的方式可实现在材料表面大面积制备均匀超疏水膜，所得到膜层的接触角大于150°，呈超疏水特性。同时本发明制备过程操作简单易行，不需要昂贵的设备，可在短时间内完成膜层制备。所制备的超疏水表面可望应用于金属防腐蚀、防水及自清洁等领域。

附图说明

图1为本发明实施例提供的镁合金基体表面超疏水膜的接触角测量结果图。

图2为本发明实施例提供的玻璃基体表面超疏水膜的接触角测量结果图。

具体实施方式

实施例1

1）用砂纸打磨镁合金试样，而后依次用乙醇、去离子水清洗，氮气吹干待用。

2）将上述试样室温下浸泡在0.5M的六亚甲基二异氰酸酯三聚体/乙酸乙酯溶液中5s，随后将试样取出，氮气吹干。吹干后将试样室温下浸泡在0.1M十二胺/乙酸乙酯溶液中5s，浸泡后将试样取出用乙醇清洗晾干，进而试样表面即形成超疏水膜。该膜层即呈超疏水状态，水在其表面接触角为156.3±3°（参见图1）。

实施例2

1）依次用乙醇、去离子水清洗玻璃片，氮气吹干待用。

2）将上述试样室温下浸泡在0.2M的六亚甲基二异氰酸酯三聚体/乙酸乙酯溶液中5s，随后将试样取出，氮气吹干。吹干后将试样室温下0.2M十二胺/乙酸乙酯溶液浸泡5s，浸泡后将试样取出后用乙醇清洗晾干，进而试样表面即形成超疏水膜。该膜层即呈超疏水状态，水在其表面接触角为156.3±3°（参见图2）。