[发明专利]一种超疏水聚偏氟乙烯膜的制备方法及其制品

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机膜制备技术，具体为一种超疏水聚偏氟乙烯(PVDF)膜的制备方法及其制品。

背景技术

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种高分子量的半结晶有机氟聚合物，具有比其它结晶聚合物更为优良的耐候性，如可抵抗紫外线引起的降解和大气中化学物质的损伤，还可抵抗海藻类菌和真菌的侵蚀。所以PVDF膜用途极广，可普遍用于建筑膜材、玻璃、纺织品等基材的表层，以增加基材的耐候性能。但PVDF膜表面的疏水性能较低，自清洁功能较差，长期使用过程中聚集在PVDF膜表面的尘污会影响膜表面的清洁度及透光性能。通过对PVDF膜表面进行处理获得超疏水性能，在使用过程中仅依靠雨水冲刷就能自洁，不仅可以使膜表面美观、保持良好的透光性能，而且大大节省了人们对基材表面的清洗和维护。

PVDF具有较高的化学惰性，结构中只具有反方向的C-F键和C-H键，本身不含羟基、羧基等极性基团，难以采用普通的化学改性方法获得超疏水性能。采用在PVDF膜溶液中添加纳米粒子的方法可获得超疏水表面，例如，赵晓娣在其博士论文“PVDF/纳米SiO₂防污自洁面涂剂的制备及其在PVC膜材上的应用”中介绍了在面涂剂里添加纳米SiO₂粒子的方法制备获得PVDF膜的超疏水表面。但这种方法存在纳米粒子容易团聚，PVDF膜透光性能降低等问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种超疏水聚偏氟乙烯膜的制备方法及其制品。该制备方法采用等离子体对聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面进行改性，再采用化学方法进行表面修饰，工艺方法简单，容易工业实施，所制备的PVDF膜表面具有良好的超疏水和防污自洁性能。

本发明解决所述制备方法技术问题的技术方案是：设计一种超疏水PVDF膜的制备方法，该制备方法包括以下工艺：

1.PVDF膜的制备：将PVDF粉体溶解于溶剂中，配制成质量分数为5-10％的PVDF溶液，60-80℃恒温搅拌1-2h，静置脱泡30-60min，涂膜，在90-180℃条件下烘干，即得到PVDF膜；所述的溶剂为丙酮、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺；

2.PVDF膜等离子体处理：在真空度8-11Pa条件下，采用特定气氛的等离子体处理PVDF膜表面5-15min，处理功率100-200W；所述特定气氛为氮气、氧气、空气、氩气或氦气；

3.PVDF膜表面修饰：将有机硅烷溶解于有机溶剂中制成体积浓度为1/10-1/3的有机硅烷溶液，放在相对湿度为30-60％的密闭容器中，待用；所述有机硅烷为甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷或氟代烷基硅烷；所述有机溶剂为苯、甲苯、乙醚、二乙烯醚或环氧乙烷；然后将经等离子体处理过的PVDF膜浸渍在所述密闭容器中的有机硅烷溶液里，表面处理8-12min；或者将经等离子体处理过的PVDF膜放在所述密闭容器中的有机硅烷溶液之上，气相条件下沉积处理50-120min；处理后的PVDF膜依次用甲苯、乙醇和体积比1∶1的乙醇/水在常温下充分洗涤，在100-120℃下烘干10-15min后，即制得所述的超疏水PVDF膜。

本发明解决所述制品技术问题的技术方案是：设计一种超疏水PVDF膜制品，该超疏水PVDF膜制品采用本发明所述的超疏水PVDF膜制备方法制成。

与现有技术相比，本发明制备方法所用材料为低表面能物质，工艺简单，易于操作，所得PVDF膜表面可形成类似于荷叶表面的微米-纳米双重结构，粘附力很低，污物在这种PVDF膜表面的接触面积少，很容易在雨水冲刷下随水滴滚落，因此具有良好的超疏水性能和自清洁功能。

附图说明

图1(a)为本发明制备方法中未经表面修饰的PVDF膜表面与水的接触角照片图；

图1(b)为本发明制备方法中未经表面修饰的PVDF膜(图1(a)膜)的防污自洁效果照片图；

图2(a)为本发明制备方法中一种实例所得的PVDF膜表面经化学浴沉积法修饰后与水的接触角照片图；

图2(b)为本发明制备方法中一种实例所得的PVDF膜(图2(a)膜)表面的防污自洁效果照片图；

图3(a)为本发明制备方法中一种实例所得PVDF膜表面经化学气相沉积法修饰后与水的接触角照片图；

图3(b)为本发明制备方法中一种实例所得PVDF膜(图3(a)膜)表面的防污自洁效果照片图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明。