[发明专利]一种超疏水聚丙烯薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种疏水薄膜材料，尤其涉及一种超疏水聚丙烯薄膜，属于超疏水薄膜技术领域。

背景技术

聚丙烯薄膜由于具有无毒、无味、成本低、透明性好等特点在包装、工业、农业以及日常生活中具有广泛的应用。然而，目前商业化的聚丙烯薄膜不具有自清洁性。

由于受到荷叶效应的启发，近年来，与水的接触角大于150°的超疏水高分子薄膜的制备和研究引起了业内的广泛兴趣。由于液体在超疏水薄膜上的接触面积非常小，可以有效地抑制表面氧化、腐蚀、霜冻、电流传导等现象；因此，超疏水薄膜在室外天线、外墙涂料、轮船、生物医疗器械、微流体、汽车挡风玻璃等领域都具有广泛的应用前景。

很显然，如果赋予聚丙烯薄膜超疏水性，将获得普通薄膜所不具备的优异的自清洁性和防水性，必将大大扩大聚丙烯薄膜的使用范围。然而，要使超疏水聚丙烯薄膜在实际工农业生产及日常生活中真正使用，超疏水聚丙烯薄膜的制备是关键，也是基础。近年来，发展了大量制备超疏水薄膜的技术，如溶胶-凝胶法、氟化涂层法、化学气相沉积法、电化学沉积法、聚电解质交替沉积法、阳极氧化法、机械拉伸法、等离子体法、化学蚀刻法、静电纺纱法等。然而，现有的这些方法要么使用昂贵的材料如表面能极低的氟化硅氧烷，要么需要特殊的加工设备如等离子加工设备或复杂的工艺过程，因而成本较高，难以产业化。因此发明一种简单而且制备成本低的超疏水聚丙烯薄膜是非常有必要的。

如中国专利所提供的“一种超疏水聚丙烯薄膜及其制备方法”，其授权公告号为CN101531764B，该专利中通过往聚丙烯溶液中添加丙酮的方法制得聚丙烯薄膜，利用丙酮诱导聚丙烯溶液产生微相分离，形成不规则的结构，从而获得超疏水表面，其制得的聚丙烯薄膜的表面为孔状结晶的网络类鸟巢结构，其制备的可控性较差，过程也比较复杂。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中所存在的问题，提供一种制备方便、成本较低的超疏水聚丙烯薄膜。

本发明的目的可通过以下技术方案来实现：一种超疏水聚丙烯薄膜，其特征在于，该超疏水聚丙烯薄膜的表面呈蜂窝状，薄膜与水的接触角在150°～170°之间。

本发明的超疏水聚丙烯薄膜的超疏水性质稳定，在温度范围为0～40℃、相对湿度为20%～90%的环境中放置两年，超疏水性质没有发生变化。

在上述的一种超疏水聚丙烯薄膜中，所述的超疏水聚丙烯薄膜采用下列步骤制备而成：

(1)称取一定量的聚丙烯粒料，将其溶解于溶剂中，形成浓度为1～100mg/ml的聚丙烯溶液；

(2)将上述聚丙烯溶液流延于基底上，在相对湿度为75～85%，乙醇蒸汽浓度为5～20%的环境下干燥得到超疏水聚丙烯薄膜。

本发明采用聚丙烯粒料作为原材料，通过溶解到溶剂中形成均匀的溶液，再在相对湿度为75～85%，乙醇蒸汽浓度为5～20%的环境下干燥挥发溶剂，在干燥过程中利用空气中的乙醇蒸汽和水蒸气渗入到聚丙烯溶液表面形成蜂窝状孔,从而获得超疏水表面。另外本发明采用流延方法，可以制备大面积的聚丙烯薄膜。本发明中相对湿度非常重要，在上述相对湿度的条件下可以进一步诱导微相分离形成类似荷叶表面纳米结构，而其它的相对湿度条件下难以获得超疏水表面。

在上述的一种超疏水聚丙烯薄膜中，步骤（1）中溶解时的温度为10～140℃。

在上述的一种超疏水聚丙烯薄膜中，步骤(1)中所述的溶剂为二甲苯、甲苯和苯中的一种或多种的混合。

在上述的一种超疏水聚丙烯薄膜中，步骤(2)中所述的基底为玻璃、陶瓷、金属、硅晶片中的一种。

在上述的一种超疏水聚丙烯薄膜中，步骤(2)中干燥时的温度为80～120℃，干燥时间为2～30小时。

与现有技术相比，本发明的超疏水聚丙烯薄膜的超疏水性质稳定，制备方便，工艺流程简单、重现性好、无需任何昂贵设备、也不需要复杂的化学处理过程，成本较低，具有很好的工业化应用前景，适合大规模工业化生产。

附图说明

图1、实施例1获得的超疏水聚丙烯薄膜表面与水的接触角测试图。

图2、超疏水聚丙烯薄膜的微观结构示意图。

图3、实施例2获得的超疏水聚丙烯薄膜表面与水的接触角测试图。

图4、实施例3获得的超疏水聚丙烯薄膜表面与水的接触角测试图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1