[发明专利]一种超疏水聚四氟乙烯薄膜

说明书

技术领域

本发明属有机化工领域，具体涉及一种超疏水聚四氟乙烯薄膜及其制备方法。

背景技术

超疏水表面是指水的静态接触角大于150度，滚动角小于10度的特殊表面，在工程上来讲，滚动角小于30度的都具有类似于滚动角小于10度的应用价值。所以这里的超疏水薄膜实际上就是工程上具有应用价值的，静态接触角大于150度，滚动角小于30度的超疏水表面。它的主要特点是自洁和防水，同时表现出防腐蚀防污的特点。在自然界具有代表性的超疏水表面是“荷叶”，荷叶的表面由微米-纳米复合结构和低表面（石蜡）组成。目前，利用涂料技术可以构造无机-有机高分子复合材料，具有较好的超疏水性能和力学性能，如无机微米-纳米和环氧树脂基的超疏水涂料，无机-微米纳米复合结构与聚酯和聚氨酯基的超疏水涂料等。超疏水涂料主要缺点：1、耐候性差：主要是使用固体填料较多，树脂较少。同时控制树脂中亲水基团的量，导致涂料的抗紫外老化性能差，使用寿命时间短。2、耐磨损性差：现有的超疏水涂料交联密度较低，导致效果不佳。

虽然可以利用热转印技术获得塑料超疏水薄膜，但仍存在因转印引起的薄膜变形，透明性下降、耐候性（特别是紫外老化）、耐磨损性能差和生产成本高，使用时间长疏水性降低。

聚四氟乙烯薄膜用于电容器介质，作导线绝缘，电器仪表绝缘，密封衬垫。聚四氟乙烯多孔薄膜主要用于水处理等。但聚四氟乙烯薄膜疏水性能较差（静态水接触角在130度左右，无法滚动）。

随着城市现代化建设和发展的需求，石油和天然气等管道内壁防腐蚀、风电叶片防结冰、电力防结冰等领域对超疏水自洁表面的需求越来越迫切。

发明内容

本发明旨在解决塑料超疏水薄膜转印引起的薄膜变形，透明性下降、耐候性及耐磨损性能差和生产成本高的问题，而提供一种耐候性及耐磨损性能强、超疏水性可修复的、生产成本低的超疏水聚四氟乙烯薄膜。

一种超疏水聚四氟乙烯薄膜，它是由下述方法制成，该方法包括：

1）超疏水薄膜的制膜液：取质量份为：PTFE乳液15-40份、纯水40-54份、醋酸锌8 -25份、氯化钠或氯化钾1-20份，搅拌均匀；

2）将制膜液浸涂在基底上，温度不超过100℃干燥；

3）360-380℃煅烧20-40分钟；

4）0.5-1.5mol/L醋酸溶液浸泡20-40分钟；

5）从基底上揭下交联固化的聚四氟乙烯薄膜；

所述的质量份为：PTFE乳液15-40份、纯水40-54份、醋酸锌8 -12份、氯化钠或氯化钾16-20份；

所述的质量份为：PTFE乳液40份、纯水40份、醋酸锌10份、NaCl 10份；

所述的质量份为：PTFE乳液17份、纯水49份、醋酸锌17份、NaCl 17份；

所述的质量份为：PTFE乳液18份、纯水54份、醋酸锌8份、NaCl 1份；

所述的质量份为：PTFE乳液15份、纯水45份、醋酸锌25份、KCl 15份；

步骤1）中搅拌前先用纯水溶解醋酸锌、氯化钠或氯化钾；

步骤3所述的煅烧为30分钟；

步骤4）所述的浸泡为30分钟；

步骤4）所述的醋酸溶液为1mol/L。

一种超疏水聚四氟乙烯薄膜的再修复方法， 上述一种超疏水聚四氟乙烯薄膜疏水性降低时，用0.5-1.5mol/L醋酸溶液洗涤1-40分钟；

所述的洗涤时间为30分钟。

本发明利用相分离原理，在PTFE乳液中添加醋酸锌 Zn(CH₃COO)₂[Zn(Ac)₂）]、氯盐，获得具有微米和纳米结构的聚四氟乙烯，通过醋酸腐蚀，得到微米-纳米结构的多孔聚四氟乙烯薄膜，克服了构造聚合物微米-纳米复合结构的技术难题，具有方法简单，易于规模化生产、超疏水表面耐磨性好，且能再修复和反复使用等优点。

本发明所述的基底，满足以下条件：（1）不粘接聚四氟乙烯；（2）可以承受400摄氏度的高温且不变形，不大量出气（污染聚四氟乙烯）和锈蚀。如玻璃、陶瓷、部分金属（铝、钛、铜等）。