[发明专利]一种超疏水薄膜及其制备方法

说明书

一种超疏水薄膜，具有层叠的聚芳醚酮薄膜层和二氧化硅纳米小球疏水层，所述二氧化硅纳米小球疏水层中的纳米小球是若干个，各二氧化硅纳米小球上植有若干十三氟辛基支链，各二氧化硅纳米小球的一部分球体及其部分十三氟辛基支链的外延部埋于所述的聚芳醚酮薄膜层内；制备该超疏水薄膜的方法具有聚合物制备、浇注制膜、植链、埋球的四个步骤；使用该超疏水薄膜在物体的表面构建超疏水层，其机械性能稳定、耐冲击性能和耐摩擦性能优良、附着力强，成本低。

技术领域

本发明提供一种超疏水薄膜及其制备方法。

背景技术

随着科技的进步，超疏水材料由于其独特的性能近年来受到大量的关注。超疏水性材料表面具有良好的防冰雪黏附，流体减阻性能、自清洁性能、油水分离特性等，已应用在诸多领域，例如：在高空建筑玻璃上有超疏水材料，可使玻璃保持长久的清洁；在载具的挡风玻璃上上有超疏水材料，在防治覆冰的同时还能解决清洗的问题；在织物上有超疏水材料，可以起到防水防污的效果；在管道内壁上有超疏水材料，够减少液体在管道中的输送阻力，提高运输效率。

虽然超疏水技术被广泛应用，但目前的超疏水材料大多通过复杂的工艺附着在被保护物的表面，制备较为困难，且加工的成本较高，并且难以对大型物体的表面进行超疏水层的构建。另外，现有附着在被保护物表面的超疏水层中的粗糙结构层的机械稳定性较差，在承受较大的摩擦力和冲击力时，容易导致其层结构被破坏，从而使其失去超疏水的性能。

发明内容

本发明的目的是要提供一种超疏水薄膜及其制备方法，用本技术在物体的表面构建超疏水层，其机械性能稳定、耐冲击性能和耐摩擦性能优良、附着力强，成本低。

本发明的技术方案是：一种超疏水薄膜，其特征在于：具有层叠的聚芳醚酮薄膜层和二氧化硅纳米小球疏水层，所述二氧化硅纳米小球疏水层中的纳米小球是若干个，各二氧化硅纳米小球上植有若干十三氟辛基支链，各二氧化硅纳米小球的一部分球体及其部分十三氟辛基支链的外延部埋于所述的聚芳醚酮薄膜层内。

所述的二氧化硅纳米小球的球体直径为0.2～2μm，以二氧化硅纳米小球的表面积计：每平方厘米含有0.01～0.06mol的十三氟辛基支链。

所述的二氧化硅纳米小球疏水层的层厚是10～20μm。

所述的一种超疏水薄膜的制备方法，其特征在于，具有下述步骤：

1)聚合物制备：准备烧瓶，向烧瓶内通入氮气保护反应环境，依次将6.3552克的2-(3`-三氟甲基苯基)-1,4-对苯二酚单体、5.4554克的4,4`-二氟二苯甲酮单体、4.1466克的无水碳酸钾、40～44mL的三号有机溶剂、10～13mL的脱水剂加入烧瓶中，使用搅拌桨以300～500rpm的转速搅拌，加热烧瓶，缓慢升温到130～140℃至共沸脱水剂回流，反应1～3小时，排除共沸脱水剂后，升温到160～180℃继续反应7～10小时，得到聚合物溶液；将聚合物溶液出料至去离子水中析出，使用高速搅拌机将析出的聚合物粉碎成粉末，将每9.8g的粉末用500mL的蒸馏水沸煮30min后趁热过滤并干燥，重复该操作2～3次后，将9.3g的粉末用500mL的无水乙醇沸煮30min后趁热过滤并干燥，重复该操作2～3次，将最后获得的粉末在120℃温度下烘干脱水，得到粉状的聚芳醚酮聚合物待用；

所述的三号有机溶剂是二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮或N,N-二甲基乙酰胺；所述的脱水剂是甲苯或二甲苯；