[发明专利]一种超疏水材料以及利用原位热聚合法制备该材料的方法

说明书

本发明涉及一种通过原位热聚合法制备的超疏水材料及其制备方法；该制备方法包括如下步骤：将带有苯乙烯基团的疏水性离子液体或离子型化合物溶解到有机溶剂中，并和微纳米颗粒充分混合分散，将基底材料浸渍在所述溶液中，然后将基底取出置于烘箱中，在一定的温度下发生原位热聚合反应，在一定反应时间后即得所述超疏水材料。本发明制备工艺简单，原料廉价易得，不需要特殊仪器设备，原子利用率为100％，可广泛用于任何基底上，具有极高的耐用性，可用于复杂的分离环境中。所制备的超疏水材料同时具有超亲油的特点，可以大规模的制备并应用于油水分离。

技术领域

本发明具体涉及一种基于带有苯乙烯基团的疏水性离子液体或离子型化合物的原位热聚合制备超疏水材料的方法。

背景技术

随着石油需求量的增加和工业化程度的升高，油水分离技术的研究对于提高水和油的质量有着重要的意义。近年来，仿生超疏水材料由于其表面特殊的润湿性引起了人们的广泛关注。超疏水性是表面润湿性中的特殊的一种。超疏水表面是指对水及水溶液有排斥性的表面，水滴在其表面无法滑动铺展而保持球型滚动状，从而达到滚动自清洁的效果。自然界当中的荷叶是该种材料的典型代表。超疏水材料因具有自清洁性，抗污性，低粘附等特点使其在生活中多种用途，这种特殊的润湿性不仅能赋予固体表面优异的抗水性，而且在油水分离、自清洁材料、减阻、抗结冰等领域具有巨大的应用价值。

目前已被公开的方法有等离子体技术结合喷涂方法，在表面基底上形成涂层(中国专利CN 105969174 A)，用聚阳离子电解质水溶液以及聚二甲基硅氧烷溶液浸渍表面(中国专利CN 106215461 A)，沉积聚多巴胺和纳米银颗粒(中国专利CN 104562709 A)，采用氟化物等昂贵的低表面能物质(中国专利CN 104213108 A)，溶胶-凝胶法(中国专利CN105544187 A)等，但是目前这些制备超疏水材料的方法存在制备工艺复杂，成本昂贵，耐用性差等问题。

综上所述，为了处理水污染和降低燃油含水量，本专利研究了一种制备过程简单的，制备成本较低的，具有高耐用性的，并能连续用于油水分离过程的超疏水金属丝网和其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于针对目前超疏水材料的制备缺陷，提供原位热聚合法制备超疏水材料，其工艺简单，原子利用率100％，耐用性强且适用于大规模工业化生产。本发明提及的超疏水材料的表面是由离子液体单体作为前躯体在氧气高温环境中原位热聚生成的高分子聚合物包裹基底，及被高分子聚合物包裹在材料表面的微纳米颗粒所构成。高分子聚合物均匀的包裹在基底的表面同时将微纳米颗粒也固定在其表面，使得材料表面同时拥有了粗糙性和低表面能的特性，从而使其拥有了超疏水的能力。

本发明的目的是通过如下措施来达到：

本发明所涉及一种超疏水材料，其特征在于，包括基底材料，所述基底材料上设有疏水性高分子聚合物包裹膜，以及被所述高分子聚合物包裹膜包裹在所述基底材料表面的微纳米颗粒。

进一步的，所述的超疏水材料，其中

所述基底材料包括但不限于多孔材料、膜材料、海绵、棉布织物、涤纶、不锈钢网、铜网、玻璃中的一种。

所述疏水性高分子聚合物包裹膜是由带有苯乙烯基团的离子液体或离子型化合物原位热聚合生成。

所述微纳米颗粒为粒径在50～300nm的无机颗粒，包括氧化铝，二氧化硅，二氧化钛，四氧化三铁，球形金纳米颗粒，球形铜纳米颗粒，球形银纳米颗粒，金纳米棒，银纳米棒，单层或多层碳纳米管等。

进一步的，所述的带有苯乙烯基团的离子液体或离子型化合物，其通式为：