[发明专利]仿荷叶表面的超疏水薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种仿荷叶表面的超疏水薄膜，其特征在于：所述超疏水薄膜包括低表面能材质的基膜和该基膜上形成的微/纳结构，所述微/纳结构包括基膜上均匀分布的微米级颗粒和该微米级颗粒上长出的纳米级乳突。

2.根据权利要求1所述的仿荷叶表面的超疏水薄膜，其特征在于：所述基膜为有机氟改性丙烯酸酯与有机硅改性聚氨酯复合物。

3.根据权利要求1或2所述的仿荷叶表面的超疏水薄膜，其特征在于：所述微米级颗粒和所述纳米级乳突主要是由改性氧化物纳米粒子聚集而成。

4.根据权利要求3所述的仿荷叶表面的超疏水薄膜，其特征在于：所述改性氧化物纳米粒子为改性二氧化硅纳米粒子、改性二氧化钛纳米粒子、改性氧化锌纳米粒子、改性四氧化三铁纳米粒子中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的仿荷叶表面的超疏水薄膜，其特征在于：所述改性氧化物纳米粒子与所述基膜的质量比值为(0.1～2)∶1。

6.一种如权利要求1～5中任一项所述的仿荷叶表面的超疏水薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备改性纳米级颗粒：首先使氧化物纳米粒子分散于添加有偶联剂的改性溶液中，80℃～120℃条件下回流搅拌均匀并离心分离，反复清洗后干燥，得到改性氧化物纳米粒子，将所述改性氧化物纳米粒子分散于有机溶剂中后得改性氧化物纳米粒子溶液；

(2)制备有机氟改性丙烯酸酯：惰性气体保护下，向所述改性氧化物纳米粒子溶液中加入引发剂，升温至80℃～140℃，同时滴加含氟丙烯酸酯单体和含有羟基丙烯酸酯单体的混合单体溶液，搅拌回流反应后得到含改性氧化物纳米粒子的有机氟改性丙烯酸酯；

(3)配制纳米复合物溶液：取有机硅改性聚氨酯，将其与所述的含改性氧化物纳米粒子的有机氟改性丙烯酸酯混合，添加催化剂进行催化反应后搅拌均匀，得到纳米复合物溶液；

(4)成膜：用有机溶剂稀释所述的纳米复合物溶液，然后用稀释后的溶液进行提拉成膜或均匀涂膜，晾干后即得到仿荷叶表面的超疏水薄膜。

7.根据权利要求6所述的仿荷叶表面的超疏水薄膜的制备方法，其特征在于：所述偶联剂为KH570，所述氧化物纳米粒子与所述改性溶液中所含偶联剂的质量比为1∶(1～2)。

8.根据权利要求6所述的仿荷叶表面的超疏水薄膜的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为质量比1∶(0.1～2)的二甲苯与乙酸丁酯的混合溶剂；所述改性氧化物纳米粒子溶液的质量浓度为1％～20％。

9.根据权利要求6所述的仿荷叶表面的超疏水薄膜的制备方法，其特征在于：所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化二特丁烷、过氧化二特丁基醚、过氧化二叔丁酯、过氧化二叔戊酯中的一种或多种；

所述混合单体溶液中还含有常规丙烯酸酯单体、乙烯基单体中的至少一种；

所述含氟丙烯酸酯单体为具有如下通式的有机化合物或其衍生物：CH₂＝CRCOOR_f，其中R为氢原子或甲基，R_f为具有至少一个碳原子的直链形式或支链形式的含氟烷基；

所述羟基丙烯酸酯单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或多种；

所述常规丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯中的一种或多种；

所述乙烯基单体为苯乙烯和/或丙烯腈。

10.根据权利要求6所述的仿荷叶表面的超疏水薄膜的制备方法，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。