[发明专利]一种超疏水可分离柔性薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超疏水可分离柔性薄膜及其制备方法。将水性不干胶涂在聚乙烯薄膜表面，然后将疏水SiO₂粉末喷涂在水性不干胶表面，干燥后得到超疏水可分离柔性薄膜。本发明首次采用“SiO₂+不干胶+薄膜”的方法制备出复合超疏水可分离柔性薄膜，以聚乙烯复合超疏水薄膜为例进行性能研究，发现聚乙烯复合薄膜具有较高的机械强度、自清洁性和耐霜冻性，可耐手指打磨30次，揉搓、折叠、裁剪、反复冰珠剥离均不会破坏薄膜的疏水性。研究表明，复合薄膜的性能主要受薄膜材料与不干胶的粘接强度及薄膜材料自身物理化学性能的影响。实验结果证明，本发明“SiO₂+不干胶+薄膜”的方法具有较大的应用潜力。

技术领域

本发明属于疏水材料技术，具体涉及一种超疏水可分离柔性薄膜及其制备方法。

背景技术

已报导的改变材料表面润湿性的方法可大致分为两类：一类是通过涂覆或沉积的方法将制备好的疏水性的物质“添加”到基材表面形成超疏水涂层，这类方法在制备时基底通常需要伴随整个工艺流程，一旦涉及高温、酸碱等条件会对基底的材料和尺寸有较高的要求，一些超疏水涂料长期存放易出现变质失效等问题，疏水涂层耐久性差又不易于修复和更换也是长期难以攻克的障碍。另一类则是将粗糙结构直接制备在基底上再加以必要的化学修饰以降低表面能，典型的如刻蚀法，然而无论是激光刻蚀或是化学刻蚀都难免会损伤基底，对于一些形状复杂表面更是有相当大的技术难度，同时，微纳米分级结构虽然可以有效提升耐磨性，但如果微米结构也遭到破坏即意味着整个材料或器件的报废。因此，超疏水涂层依附基底的特性使其在使用中进行必要的更换维护造成了巨大阻碍。目前，超疏水可分离柔性薄膜主要是以聚合物为基体结合纳米粒子制成的聚合物/无机粒子复合材料，比如将氟碳树脂（FEVE）和乙烯-醋酸乙烯脂共聚物（EVA）混合后喷涂在陶瓷釉面上，半固化后再喷涂纳米涂层，完全固化脱模即制备出可转移的超疏水柔性薄膜。在热塑弹性体（TPE）中分别加入SiO₂和Co₃O₄，制备的薄膜不但拉伸延展性极佳，还可用于油水分离。但是这些方法对工艺和材料都有较高的要求。研究制备超疏水可分离柔性薄膜，提升薄膜的疏水性、透明度、稳定性特别是力学强度意义重大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种超疏水可分离柔性薄膜的制备方法，采用“SiO₂+胶黏剂+薄膜材料”的方法，利用水性不干胶广泛强力的粘接作用及柔软抗性变的特性，将纳米粒子直接黏粘复合到常见薄膜材料上，制备出超疏水可分离柔性薄膜，相比传统超疏水薄膜的制备方法，这种方法简便安全、适用性强，避免了繁琐的工艺和昂贵的设备，具有较大的推广潜力。

本发明采用如下技术方案：

一种超疏水可分离柔性薄膜，包括聚乙烯薄膜、水性不干胶和疏水SiO₂粉末，本发明首次公开的超疏水可分离柔性薄膜的水接触角为154°，滚动角小于3°。

本发明公开了上述超疏水可分离柔性薄膜的制备方法，包括以下步骤，将水性不干胶涂在聚乙烯薄膜表面，然后将疏水SiO₂粉末喷涂在水性不干胶表面，干燥后得到超疏水可分离柔性薄膜。

本发明中，将水性不干胶涂在聚乙烯薄膜表面，静置后，再喷涂疏水SiO₂粉末；进一步的，将疏水SiO₂粉末分散于乙醇中，再喷涂在水性不干胶表面。

本发明中，干燥为室温干燥。

本发明中，以正硅酸四乙酯、氨水、六甲基二硅胺烷为原料，制备疏水SiO₂粉末。

本发明公开了聚乙烯薄膜、水性不干胶和疏水SiO₂粉末在制备超疏水可分离柔性薄膜的应用，或者在制备柔性疏水材料中的应用。