[发明专利]一种制备具有树枝状结构的超疏水表面的方法

说明书

本发明公开了一种制备具有树枝状结构的超疏水表面的方法，包括以下步骤：S1,对基底的表面进行超声清洗、干燥；S2，在S1所得基底的表面真空蒸镀金属膜；S3,将S2所得基底浸入金属置换溶液，以使S2所得金属膜的外表面与所述金属置换溶液发生金属置换反应；S4,将S3所得产品取出、冲洗并干燥，即得。本发明通过真空蒸镀技术与置换反应相结合，使制得的超疏水表面粗糙度均匀，疏水性优良，与基底的粘附力更强，结构的机械稳定性更好，制备过程中不使用挥发性溶剂，不会对环境和人体造成污染和危害，绿色环保。

技术领域

本发明涉及疏水表面领域，具体涉及一种制备具有树枝状结构的超疏水表面的方法。

背景技术

超疏水的研究源于“荷叶效应”，一般来说，超疏水表面的接触角大于150°，滚动角小于10°。超疏水具有特殊的表面浸润性，因此，超疏水表面在油水分离、自清洁、防腐防污等领域具有极其广泛的应用。

材料表面的超疏水性不但受到材料表面能的影响，还受到表面粗糙程度的控制。目前制备超疏水表面的方法有很多，包括喷涂法、刻蚀法、模板法、等离子处理法、溶胶凝胶法等，其中最广泛的方法之一就是利用喷涂法对材料表面进行粗糙度处理。但是利用喷涂法制备的超疏水表面与基底粘结力差，疏水性不足，制备过程中使用的挥发性溶剂危害人体健康、污染环境，同时喷涂法也会使得材料大量浪费，造成经济损失。

以喷涂法处理玻璃基底为例，由于要求被喷涂的涂料的黏度比较小，因此喷涂的纳米颗粒与玻璃基底粘附力不足，造成制备的超疏水表面机械稳定性差；纳米颗粒的堆积难以实现大面积、高质量的控制，因此导致利用喷涂法制备的超疏水表面粗糙度不均匀，造成制备的超疏水表面疏水性不足；为了保证喷涂溶液能够有效喷涂，需要添加易挥发的涂料溶剂，既污染环境，不利于人体健康，又浪费涂料，造成经济损失。

发明内容

为克服现有技术存在的上述不足，本发明提供一种制备具有树枝状结构的超疏水表面的方法，由该方法制得的超疏水表面与基底的粘附力强，机械稳定性好，综合性能优越。本发明通过以下技术方案实现：一种制备具有树枝状结构的超疏水表面的方法，包括以下步骤：

S1,对基底的表面进行超声清洗、干燥；

S2，在S1所得基底的表面真空蒸镀金属膜；

S3,将S2所得基底浸入金属置换溶液，以使S2所得金属膜的外表面与所述金属置换溶液发生金属置换反应；

S4,将S3所得产品取出、冲洗并干燥，即得。

优选的，在S1中，所述基底为透光的玻璃或塑料；在S2中，包括以下分步骤：

S2a、在S1所得基底的单侧表面涂覆光刻胶层；

S2b、对S2a所述光刻胶层进行光刻、显影、冲洗干燥处理，以形成镂空的微纳结构的图案；

S2c、对S2b所得基底的光刻胶层侧真空蒸镀金属膜；

S2d、对S2c所得光刻胶层进行反向光刻，以及显影、冲洗、干燥处理，以去除光刻胶层，并得到镂空的微纳结构的金属膜。

优选的，在S2a中，将S1所得基底放在运胶机上，使用微量移液器将紫外光刻胶滴在所述基底的表面后，匀胶两次。

优选的，在S4中，S3所得产品还通过含有硬脂酸的溶液进行化学改性处理。

优选的，在S2中，所述金属膜为铜膜；在S3中，所述金属置换溶液为含有0.01mol/L硝酸银的溶液。

优选的，在S4中，化学改性所用溶液为含有0.01mol/L硬脂酸的乙醇溶液，改性时间为2h。