專利名稱：：超疏水性膜表面的低溫制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種較低溫條件下，超疏水性表面制備方法。
背景技術(shù)：
：超疏水性表面材料有著很廣的應(yīng)用前景，但是超疏水性表面的制備，通常需要加溫反應(yīng)，限制了其應(yīng)用。例如我們生活中使用的紙質(zhì)，生物質(zhì)纖維等材料是可再生利用的環(huán)保型材料，但是因其表面是由含有親水性的化學(xué)官能團(tuán)的分子組成，它是沒有耐水性也沒有抗污染性的，且由于不耐溫而難以制備超疏水化表面?，F(xiàn)在被廣泛使用的耐水紙，疏水性高分子素材是人工合成產(chǎn)物；由于石化原料的減少和這類紙使用后焚燒處理所產(chǎn)生的二氧化碳排放等問題，合成材料被視為是非環(huán)保的；另外，除了環(huán)保上的問題以外，還存在不透氣、非滲透和疏水性較低的問題。近年來使用納米技術(shù)對超疏水化方法進(jìn)行研究較多，如濕式法-用分子自組裝反應(yīng)，納微米顆粒涂料，干式法-低溫等離子化學(xué)沉積法制造超疏水性表面紙和低溫等離子化學(xué)沉積法與氣相化學(xué)反應(yīng)法連用來形成超疏水性表面紙。這些方法形成的超疏水性紙都是在紙張表面上形成一層超疏水性涂層的涂履技術(shù)，無論濕式法還是干式法都存在因膜與紙纖維的結(jié)合是以弱的物理或分子間力結(jié)合為主，疏水層耐久差的問題。紙以及高分子、纖維材料，很易變色，機(jī)械強(qiáng)度不高，不耐溫，所以疏水反應(yīng)溫度不能高，原料也不能有導(dǎo)致紙變色的基團(tuán)。這些原因使得以無毒性，生物親和性好的化合物分子為原料，低于IO(TC溫度下的疏水反應(yīng)的研究受到關(guān)注。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保、反應(yīng)溫度低的超疏水性膜表面的低溫制造方法。本發(fā)明的超疏水性膜表面的低溫制造方法，包括以下步驟(1)將基材表面在10~60%濕度，1025。C條件下進(jìn)行紫外光清潔和活化處理；(2)將活化后的基材置于霧化狀催化劑環(huán)境下，使催化劑附著于基材表面；(3)將吸附有催化劑的基材置于含有疏水性烷基的硅氧烷分子化合物的氣化或霧化狀態(tài)下，于1G8(TC下進(jìn)行反應(yīng)。步驟(l)所述紫外光是波長為390172nm的紫外光。步驟(2)所述反應(yīng)時(shí)間為20~60秒。步驟(3)所述反應(yīng)時(shí)間為10~18O分鐘。所述基材是紙質(zhì)、棉麻、合成纖維、塑料等有機(jī)材料或氧化鋁、氧化硅、玻璃、陶瓷、碳素纖維等無機(jī)氧化物。所述催化劑是酸性化合物，如有機(jī)酸，脂肪族的一元、二元酸、多元羧酸如乙酸、酒石酸、草酸等；也可以是芳香族有機(jī)酸和鈦酸等有機(jī)無機(jī)復(fù)合酸性化合物。催化劑使用時(shí)可以使用原液也可以用非水溶劑稀釋后使用。所述催化劑是乙酸。所述含有疏水性烷基的硅氧烷分子化合物是十六烷基三甲氧基硅烷0經(jīng)本發(fā)明的方法處理過的基材表面疏水性能好，一般可以達(dá)到100°以上，最高能達(dá)到160。；處理過程溫度低，可使不同基材表面在較低的溫度下達(dá)到疏水化，經(jīng)處理的基材表面色澤無明顯變化；經(jīng)處理的纖維基材能夠保持其透氣性；且該方法操作簡單，可使用于工業(yè)性連續(xù)生產(chǎn)。具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例及對比例對本發(fā)明做進(jìn)一步具體描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。本發(fā)明以下實(shí)施例和對比例中所述疏水性能用接觸角測定儀(型號為JC2000C1，上海中晨數(shù)字技術(shù)設(shè)備有限公司生產(chǎn))進(jìn)行評價(jià)，在室溫(10~30°C)下測定，每個(gè)樣品至少選取5個(gè)不同點(diǎn)進(jìn)行測量，取其平均值。實(shí)施例l取普通濾紙由172nm紫外光在室溫下進(jìn)行紫外光清潔和活化處理20分鐘；然后將濾紙置于霧化狀的乙酸環(huán)境中60秒；再與霧化狀的十六烷基三甲氧基硅烷反應(yīng)，反應(yīng)溫度為6(TC,反應(yīng)時(shí)間為60分鐘。結(jié)果如表1所示。經(jīng)處理的濾紙表面最高靜水滴接觸角達(dá)160。，濾紙表面目視色澤無明顯變化。將上述經(jīng)疏水化處理后的濾紙置于抽濾容器的過濾口處，進(jìn)行空抽濾和油水混合液的過濾實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明紙張具有透氣性；油水混合液抽濾結(jié)果表明在抽濾壓作用下，水相可以通過濾紙。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>將上述經(jīng)疏水化處理的濾紙使用純水、茶水、咖啡飲料、5%硫酸溶液滴在濾紙表面觀察水滴變化，液滴量約O.4ml。結(jié)果如表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例2與實(shí)施例1同樣的疏水化處理過程，對普通紙、聚乳酸高分子材料、鐵片、陶瓷、玻璃和毛玻璃的表面進(jìn)行處理。結(jié)果如表3所示。本發(fā)明的處理方法均可使不同基材表面在較低的溫度下達(dá)到疏水化，隨基材表面的粗燥程度不同，接觸角最高達(dá)到140。，最低為106°。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>對比例l與實(shí)施例l同樣的基材表面紫外光清潔和活化處理，然后不使用催化劑，將基材與疏水劑放入容器中，在18(TC進(jìn)行氣相反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為180分鐘。結(jié)果如表4所示，接觸角為IOO。左右，與上述實(shí)施例2中用本發(fā)明的方法在6(TC進(jìn)行低溫疏水化處理的玻璃相比，效果接近。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>對比例2與實(shí)施例l同樣的濾紙基材表面紫外光清潔和活化處理，然后不使用催化劑，直接與霧化的疏水劑反應(yīng)；反應(yīng)溫度和時(shí)間分別為6(TC、60分鐘，80°C、60分鐘和8(TC、180分鐘三種；結(jié)果如表5所示，說明無催化劑時(shí)疏水反應(yīng)效果低。表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、超疏水性膜表面的低溫制造方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將基材表面在10～60％濕度，10～25℃條件下進(jìn)行紫外光清潔和活化處理；(2)將活化后的基材置于霧化狀催化劑環(huán)境下，使催化劑附著于基材表面；(3)將吸附有催化劑的基材置于含有疏水性烷基的硅氧烷分子化合物的氣化或霧化狀態(tài)下，于10～80℃下進(jìn)行反應(yīng)。2、權(quán)利要求l所述方法，其特征在于，步驟(l)所述紫外光是波長為390172mn的紫外光。3、權(quán)利要求l所述方法，其特征在于，步驟(2)所述反應(yīng)時(shí)間為2060秒。4、權(quán)利要求l所述方法，其特征在于，步驟(3)所述反應(yīng)時(shí)間為10~180分鐘。5、權(quán)利要求l所述方法，其特征在于，所述基材是有機(jī)材料或無機(jī)氧化物。6、權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述催化劑是酸性化合物。7、權(quán)利要求1或6所述方法，其特征在于，所述催化劑是乙酸。8、權(quán)利要求l所述方法，其特征在于，所述含有疏水性烷基的硅氧烷分子化合物是十六烷基三甲氧基硅烷。全文摘要本發(fā)明涉及一種超疏水性膜表面的低溫制造方法，其包括以下步驟將基材表面在10～60％濕度，10～25℃條件下進(jìn)行紫外光清潔和活化處理；將活化后的基材置于霧化狀催化劑環(huán)境下，使催化劑附著于基材表面；將吸附有催化劑的基材置于含有疏水性烷基的硅氧烷分子化合物的氣化或霧化狀態(tài)下，于10～80℃下進(jìn)行反應(yīng)。經(jīng)本發(fā)明的方法處理過的基材表面疏水性能好，一般可以達(dá)到100°以上，最高能達(dá)到160°；處理過程溫度低，可使不同基材表面在較低的溫度下達(dá)到疏水化，經(jīng)處理的基材表面色澤無明顯變化；經(jīng)處理的纖維基材能夠保持其透氣性；且該方法操作簡單，可使用于工業(yè)性連續(xù)生產(chǎn)。文檔編號C09C3/12GK101608109SQ200910040508公開日2009年12月23日申請日期2009年6月20日優(yōu)先權(quán)日2009年6月20日發(fā)明者吳云影申請人:韓山師范學(xué)院