[发明专利]一种超疏水材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超疏水材料及其制备方法。将可膨胀微球或其与改性二氧化硅的混合物与EVA混合，混合均匀；使用单螺杆挤出机，在70‑90℃的温度范围内，用挤出法热切得到可膨胀微球复合母粒；塑料树脂中添加可膨胀微球复合母粒，通过挤出、注塑、压延或吹塑方法制得超疏水材料。本发明制备得到的超疏水材料表面具有高疏水性能，耐久性强，同时可以大大减轻材料重量。采用本发明制备的母粒可以用于提高材料的疏水性能，具体表现在防污、防水、防雾、放冰冻、自清洁和液体的无损耗传输等领域。

技术领域

本发明涉及一种耐久性的低密度超疏水材料的制备方法，属于有机高分子化合物技术领域。

背景技术

高疏水材料的发展使其在人们的日常生活和工农业生产中有着越来越广泛地应用，具体表现在防污、防水、防雾、防冰冻、自清洁和液体的无损耗传输等一些领域，因此各种类型的高疏水材料的制备引起了人们的广泛关注，有着广泛的应用前景。

超疏水表面是指与水的静态接触角大于150°，滚动角小于10°的表面。根据已有的对粗糙表面与浸润性的研究结果，构造超疏水性界面可以通过两种途径来完成：一种是在疏水材料(接触角大于90°)表面构建粗糙结构；另一种是在粗糙表面修饰低表面能物质。

研究表明，即使使用表面能最低的氟硅烷自组装修饰的光滑固体表面与水的接触角也不能超过120°，这说明低表面能材料是制备超疏水材料的基本条件，而具有不同微纳米阶层复合结构才是决定性因素。目前已涌现出各种超疏水界面的制备方法，主要有模板法、溶胶-凝胶法、相分离法、静电纺丝、电化学法以及水热法等。但多数方法所采用的原料或设备比较昂贵，或制备条件苛刻、费时费力，难以形成规模化的生产，限制了它们的广泛应用。采用简单、省时省力的方法来制备出低成本、超疏水塑料制品成为超疏水高分子材料研究及应用的关键。

CN109251345A专利中公开了一种耐久性的超亲水或超疏水塑料表面及其制备方法，该方法需要用到激光刻蚀仪，增加了生产成本，并且需要涂敷烘干来回操作，步骤繁琐。CN106423769A公布了一种针对有机玻璃制备的超疏水超疏油抗污涂层，但是水接触角只有130°左右，没有达到超疏水状态，同时只进行了简单的抗磨性实验，没有耐久性的测试说明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的超疏水材料存在的超疏水表面层易脱落而导致失去疏水性能，以及生产工艺复杂的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种超疏水材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：将可膨胀微球或其与改性二氧化硅的混合物与EVA混合，混合均匀；

步骤2)：使用单螺杆挤出机，在70-90℃的温度范围内，用挤出法热切得到可膨胀微球复合母粒；

步骤3)：每100质量份塑料树脂中添加2-20质量份的可膨胀微球复合母粒，通过挤出、注塑、压延或吹塑方法制得超疏水材料。

优选地，所述步骤1)中还可添加润滑剂。

更优选地，所述的润滑剂为石蜡、氯化石蜡、硬脂酸和EBS蜡中的至少一种。

更优选地，所述润滑剂的添加量为可膨胀微球或其与改性二氧化硅混合物与EVA的总质量的2-4％。

优选地，所述步骤1)中可膨胀微球或其与改性二氧化硅的混合物与EVA的质量比为1：1。

优选地，所述步骤1)中的可膨胀微球为聚合物形成的壳体中内包作为芯剂的挥发性膨胀剂；所述的改性二氧化硅为全氟烷烃丙烯酸酯聚合物改性的二氧化硅。

更优选地，所述的壳体由聚合性单体的混合物聚合而成，所述的聚合性单体为丙烯腈、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体和丙烯酸类单体中的至少一种。