[发明专利]一种疏液薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种疏液薄膜材料及其制备方法。疏液薄膜的组成包括：基体树脂100份，和水溶性树脂10～100份。制备方法包括：将基体树脂和水溶性树脂进行熔融共混后，将所述共混料熔融加工成膜并将其置于去离子水中将水溶性树脂溶解刻蚀后即得疏液薄膜材料。该疏液薄膜材料对多种液滴如水、牛奶、酸奶、咖啡、血液、尿液、酱油、醋或茶水有着良好的不浸润效果，因此可以在酸奶盖、塑料容器、封装材料、防水服、工作服、桌布、围裙中有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及薄膜材料领域，进一步地说，是涉及一种疏液薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

超疏水表面是指与水的接触角大于150°而滚动角小于10°的表面。超疏水表面已在自然界生物的长期进化中产生，许多动植物(如荷叶、水稻叶、蝉翼和水黾腿)表面都具有超疏水和自清洁效果，最典型的代表是所谓的“荷叶效应(lotus effect)”。荷叶效应主要得益于荷叶表面存在的特殊微-纳复合结构，同时微-纳结构的乳突上还存在着低表面能的蜡状物质，正是因为这种复合结构的存在，使其展示出优异的超疏水性。通过对自然界中超疏水现象的研究，人们发现超疏水主要和两方面性能有关：材料表面的粗糙度和表面能。因此超疏水表面一般可以通过两种方法制备：一是在低表面能材料表面构建粗糙结构；二是在粗糙表面修饰低表面能物质。其中，表面粗糙结构对其影响更为明显。

目前超疏水研究的领域主要集中在对水的浸润性研究，然而生活中与我们息息相关的液体还有许多，例如牛奶、酸奶、咖啡、血液、尿液、酱油、醋或茶水等。如果薄膜材料表面能够同时对上述液体达到较好的不浸润效果，即为疏液薄膜材料，则必会拓宽材料的应用领域，如酸奶盖、塑料容器、封装材料、防水服、工作服、桌布、围裙等。

聚乙烯是一种无毒、无味、无臭、性能优良的通用塑料，具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性(可耐-70℃)。作为五大合成树脂之一，是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种，广泛应用于用于薄膜制品，如农业用薄膜、包装用膜、液体包装用吹塑薄膜；医疗器具，药品和食品包装材料，管材、注射成型制品、电线包裹层等。因此如果能够赋予聚乙烯薄膜更优异的疏水疏液性能，必将大大拓宽其应用领域。

此外，聚乙烯还是一种典型的低表面能聚合物，其本身具有一定的疏液性能，但是仍然达不到目前的使用需求。因此需要对其进行改性处理，但是由于聚乙烯是一种较为惰性的材料，其分子结构中没有较活泼的反应基团，所以在聚乙烯表面构建粗糙的微-纳结构成为了使其疏液的关键。目前制备疏液聚乙烯薄膜的方法有很多，如微相分离法、溶剂-非溶剂法、等离子体刻蚀法、气相沉积法等，如Xiaoying Lu等采用溶剂-非溶剂法制备得到超疏水聚乙烯薄膜(Macromolecular Rapid Communications，2010，25(18):1606-1610)，其主要是通过调节结晶时间和成核速率来控制LDPE的结晶行为来形成多孔微纳米结构，得到的聚乙烯疏水材料具有较好的疏水性能；王嘉雨、李昱鹏等采用氧气等离子体对聚乙烯表面进行刻蚀，使其粗糙度增加，随后再在其表面沉积等离子体聚合氟碳膜来得到超疏水表面(等离子体纳米织构化聚乙烯超疏水表面水滴撞击性能研究[D]，大连理工大学，2015)；袁志庆等采用在低密度聚乙烯(LDPE)基材表面沉积蜡烛灰涂层的方式，制备纳米结构超疏水表面(包装学报，2017，9(2):25-29)；公开号为CN101157768的中国专利公开的以二甲苯为溶剂溶解高密度聚乙烯，并在其溶液中加入非溶剂乙醇制备超疏水高密度聚乙烯薄膜。然而这些方法在实际应用过程中制备工艺复杂，成本较高，难以实现产业化。因此一种简单、安全、环保、能大面积工业生产的制备方法是目前疏液材料的发展和应用所急需的。

发明内容

为解决以上问题，本发明提出了一种疏液薄膜及其制备方法和应用。

本发明的目的之一是提供一种疏液薄膜，所述疏液薄膜的表面呈现多孔网状结构，薄膜与水的接触角为120～150°，与酸奶的接触角为110～140°，

所述疏液薄膜是由包括以下组分的原料共混而得，以重量份数计：