本發(fā)明涉及超雙疏表面制備領(lǐng)域，尤其涉及用于制備超雙疏表面的涂層液的生產(chǎn)方法、具有超雙疏表面的織物及多功能織物。

背景技術(shù)：

自上世紀(jì)90年代以來，超雙疏材料在水環(huán)境下的自清潔、防結(jié)冰等方面得到了廣泛應(yīng)用，并獲得了廣大使用者的好評(píng)。超雙疏材料的表面結(jié)構(gòu)主要由表面微納米結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)組成共同構(gòu)成的。對(duì)超雙疏材料的表面實(shí)現(xiàn)粗糙化，主要包括兩種方式，一是自下而上的方法，主要包括自組裝技術(shù)以及電紡絲技術(shù)等；二是自上而下的方法，主要包括模板法以及納米壓印技術(shù)。超雙疏表面同時(shí)具備超疏水和超疏油特性，因而在油水存在環(huán)境下有廣泛應(yīng)用，如油污環(huán)境下的自清潔、防腐蝕、防結(jié)冰結(jié)蠟、液體定向運(yùn)輸、微流控芯片防黏附等。并且基于超雙疏材料表面微納結(jié)構(gòu)中空氣墊的存在，該表面在水或油表面運(yùn)輸減阻方面也有一定應(yīng)用。

目前，超雙疏表面的制備方法很多，但步驟工藝復(fù)雜，需要的條件較為苛刻。不便于工業(yè)化應(yīng)用。而且，現(xiàn)有的方法制備出的超雙疏表面的機(jī)械穩(wěn)定性較差，在經(jīng)過多次摩擦或水洗后，其疏水疏油性能顯著降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種制備方法簡單的用于制備超雙疏表面的涂層液的生產(chǎn)方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

用于制備超雙疏表面的涂層液的生產(chǎn)方法，包括：將氟硅烷溶液與全氟壬酸溶液混合均勻，再加入去離子水并在室溫下混合均勻，最后加入納米顆粒溶液并分散均勻。

上述方法中，氟硅烷溶液與全氟壬酸溶液在去離子水作用下發(fā)生縮聚反應(yīng)。整個(gè)生產(chǎn)方法在室溫下進(jìn)行。該方法步驟少且用時(shí)短，幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就可完成。十分適于工業(yè)化應(yīng)用。且上述方法制得的涂層液在使用后獲得的超雙疏表面的機(jī)械性能穩(wěn)定，在經(jīng)過多次摩擦或水洗后，疏水疏油性能仍然優(yōu)良。

進(jìn)一步的是：所述氟硅烷溶液為氟硅烷乙醇溶液，所述全氟壬酸溶液為全氟壬酸乙醇溶液，所述納米顆粒溶液為納米顆粒乙醇懸浮液。氟硅烷溶液也可以為氟硅烷甲醇溶液，全氟壬酸溶液也可以為全氟壬酸甲醇溶液。

進(jìn)一步的是：所述納米顆粒為二氧化硅納米顆粒。也可以為氧化鋅納米顆粒等等。

進(jìn)一步的是：所述氟硅烷乙醇溶液含200μL氟硅烷和2.5mL乙醇，所述全氟壬酸乙醇溶液含0.25g全氟壬酸和10mL乙醇，所述去離子水為27μL，所述二氧化硅納米顆粒乙醇懸浮液含0.35g二氧化硅納米顆粒和3ml乙醇。

具有超雙疏表面的織物，所述織物通過以下方法制得：通過上述生產(chǎn)方法制備涂層液，將織物在所述涂層液中浸漬一段時(shí)間后取出，然后烘干。

進(jìn)一步的是：浸漬時(shí)間為4h以上。

多功能織物，所述織物通過以下方法制得：通過上述生產(chǎn)方法制備涂層液，通過靜電噴涂的方式將涂層液噴灑到織物的一個(gè)表面上。

進(jìn)一步的是：靜電噴涂的參數(shù)設(shè)置為接收距離13cm，外加電壓20kV，流量1mL/L，時(shí)間2h。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的方法步驟簡單、反應(yīng)條件不苛刻，獲得的超雙疏表面的機(jī)械性能穩(wěn)定，在經(jīng)過多次摩擦或水洗后，疏水疏油性能仍然優(yōu)良。采用浸漬法制得的超雙疏織物，具有機(jī)械性能良好的，工藝簡便易于操作、反應(yīng)條件溫和、超疏水、超疏油、自清潔等性能；采用靜電噴涂制得的非對(duì)稱超雙疏織物可實(shí)現(xiàn)液滴的單向運(yùn)輸以及織物表面的親水親油化圖案。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中，

圖1為本發(fā)明的具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面的浸漬法的步驟示意圖。

圖2為本發(fā)明的具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面的靜電噴涂法的步驟示意圖。

圖3為本發(fā)明的具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面的EDS能譜圖。

圖4為本發(fā)明的具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面的紅外圖譜。

圖5為本發(fā)明的具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面的SEM圖。

圖6為本發(fā)明的具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面的水和油(正十六烷)的靜態(tài)接觸角。

圖7為本發(fā)明的具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面經(jīng)過120次摩擦之后所具備的疏水疏油性能。

圖8為本發(fā)明的具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面經(jīng)過5次水洗后所具備的疏水疏油性能。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面的制備方法，該方法包括如下步驟：

(1)二氧化硅納米顆粒的制備

將一定量的硅酸四乙酯(TEOS)加入到含乙醇、去離子水、25％氨水的溶液中，在一定溫度下攪拌一段時(shí)間，然后再加入適量的硅酸四乙酯繼續(xù)反應(yīng)，得到的二氧化硅納米顆粒通過離心，烘干，用乙醇分散以備用。

(2)涂層液的制備

將含一定量氟硅烷(FAS)的乙醇溶液緩慢滴加到含全氟壬酸(HFA)的乙醇溶液，并均勻攪拌，再在混合溶液中加入一定量的去離子水，在室溫下均勻攪拌，在得到的溶液中加入二氧化硅的乙醇懸浮液，分散均勻。

(3)具有良好機(jī)械性能的超雙疏織物表面的制備

將織物放入溶液中浸漬一段時(shí)間，取出干燥，得到一種超雙疏的織物表面。

(4)非對(duì)稱性超雙疏織物表面的制備

通過靜電噴涂的方式將溶液噴灑到織物的一個(gè)表面上，可得到一面雙疏一面雙親的織物表面。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面的制備方法，包括：

步驟一：二氧化硅納米顆粒的制備

在一個(gè)實(shí)施案例中，該步驟可以具體如下執(zhí)行：將1.5mL的硅酸四乙酯(TEOS)加入到含50mL乙醇、1mL去離子水、3mL 25％氨水的溶液中，在40℃下攪拌4h，然后再加入1mL的硅酸四乙酯繼續(xù)反應(yīng)12h，得到的二氧化硅納米顆粒通過離心，烘干，用乙醇分散以備用。

步驟二：涂層液的制備

含200μL氟硅烷、2.5mL乙醇的溶液緩慢滴加到含0.25g全氟壬酸、10mL乙醇的溶液，并均勻攪拌，再在混合溶液中加入27μL去離子水，在室溫下均勻攪拌2h，在得到的溶液中加入含3mL乙醇、0.35g二氧化硅的懸浮液，分散均勻。

步驟三：具有良好機(jī)械性能的超雙疏織物表面的制備

將織物放入溶液中浸漬4h，取出干燥，得到一種超雙疏的織物表面。

步驟四：非對(duì)稱性超雙疏織物表面的制備

通過靜電噴涂的方式將溶液噴灑到織物上，可得到一面雙疏一面雙親的織物表面，靜電噴涂的參數(shù)設(shè)置為接收距離13cm，外加電壓20kV，流量1mL/L，時(shí)間2h。

請(qǐng)參閱圖一，圖一為本發(fā)明的具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面的浸漬法的步驟示意圖。

請(qǐng)參閱圖二，圖二為本發(fā)明的具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面的靜電噴涂法的步驟示意圖。

請(qǐng)參閱圖三，圖三為本發(fā)明的具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面的EDS能譜圖。圖三所示為織物表面的涂層的EDS能譜圖，由圖三中Si元素的峰特別明顯，由此可以看織物表面已經(jīng)被二氧化硅覆蓋。

請(qǐng)參閱圖四，圖四為本發(fā)明的具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面的紅外圖譜。1093cm^-1強(qiáng)而寬的吸收帶是Si-O-Si反對(duì)稱伸縮振動(dòng)，799cm^-1、467cm^-1處的峰為Si-O鍵伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)，說明二氧化硅納米顆粒已經(jīng)附著在超雙疏織物表面。

請(qǐng)參閱圖五，圖五為本發(fā)明的具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面的SEM圖。如圖五(a)(b)所示，通過浸漬法制備的超雙疏織物表面纖維的微觀形貌，均勻覆蓋一層二氧化硅納米顆粒。如圖五(c)(d)所示，通過靜電噴涂法制備的超雙疏織物表面纖維的微觀形貌，其中(c)是噴灑面的微觀形貌，(d)是為噴灑面的微觀形貌。

請(qǐng)參閱圖六，圖六為本發(fā)明的具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面的水和油(正十六烷)的靜態(tài)接觸角。如圖六所示，通過浸漬法制備的超雙疏織物表面的水接觸角為166.4°，油的接觸角為155.9°，說明本方式制備的超雙疏織物表面具有良好的超雙疏性能。

請(qǐng)參閱圖七，圖七為本發(fā)明的具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面經(jīng)過120次摩擦之后所具備的疏水疏油性能，如圖七所示，通過浸漬法制備的超雙疏織物表面在經(jīng)過120次的摩擦之后仍然保持良好的雙疏性能，水接觸角保持在140°以上，油的接觸角保持在120°以上。

請(qǐng)參閱圖八，圖八為本發(fā)明的具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面經(jīng)過5次水洗后所具備的疏水疏油性能。如圖八所示，通過浸漬法制備的超雙疏織物表面在經(jīng)過5次的水洗之后仍然保持良好的雙疏性能，水接觸角保持在150°以上，油的接觸角保持在130°以上。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。但是本發(fā)明不限于所列出的實(shí)施例，還應(yīng)包括在本發(fā)明所要求的權(quán)利范圍內(nèi)其他任何公知的改變。

首先，此處所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。

其次，本發(fā)明利用結(jié)構(gòu)示意圖等進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說明，示意圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間。

另外，本發(fā)明中所講的字母簡稱，均為本領(lǐng)域固定簡稱，其中部分字母文解釋如下：FAS：氟硅烷；HFA：全氟壬酸；TEOS：硅酸四乙酯；EDS圖：能譜圖；SEM圖：電子掃描顯像圖。

實(shí)施例一

本實(shí)施方式按照如下步驟制備具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面：

(1)二氧化硅納米顆粒的制備

在一個(gè)實(shí)施案例中，該步驟可以具體如下執(zhí)行：將1.5mL的硅酸四乙酯(TEOS)加入到含50mL乙醇、1mL去離子水、3mL 25％氨水的溶液中，在40℃下攪拌4h，然后再加入1mL的TEOS繼續(xù)反應(yīng)12h，得到的二氧化硅納米顆粒通過離心，烘干，用乙醇分散以備用。

(2)涂層液的制備

含200μL氟硅烷、2.5mL乙醇的溶液緩慢滴加到含0.25g全氟壬酸、10mL乙醇的溶液，并均勻攪拌，再在混合溶液中加入27μL去離子水，在室溫下均勻攪拌2h，在得到的溶液中加入含3mL乙醇，0.05g二氧化硅納米顆粒的懸浮液，分散均勻。

(3)具有良好機(jī)械性能的超雙疏織物表面的制備

將織物放入溶液中浸漬4h，取出干燥，得到一種超雙疏的織物表面。

(4)非對(duì)稱性超雙疏織物表面的制備

通過靜電噴涂的方式將溶液噴灑到織物上，可得到一面雙疏一面雙親的織物表面，靜電噴涂的參數(shù)設(shè)置為接收距離13cm，外加電壓20kV，流量1mL/L，時(shí)間2h。

實(shí)施例二

本實(shí)施方式按照如下步驟制備具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面：

(1)二氧化硅納米顆粒的制備

在一個(gè)實(shí)施案例中，該步驟可以具體如下執(zhí)行：將1.5mL的硅酸四乙酯(TEOS)加入到含50mL乙醇、1mL去離子水、3mL 25％氨水的溶液中，在40℃下攪拌4h，然后再加入1mL的TEOS繼續(xù)反應(yīng)12h，得到的二氧化硅納米顆粒通過離心，烘干，用乙醇分散以備用。

(2)涂層液的制備

含200μL氟硅烷、2.5mL乙醇的溶液緩慢滴加到含0.25g全氟壬酸,10mL乙醇的溶液，并均勻攪拌，再在混合溶液中加入27μL去離子水，在室溫下均勻攪拌2h，在得到的溶液中加入含3mL乙醇、0.15g二氧化硅納米顆粒的懸浮液，分散均勻。

(3)具有良好機(jī)械性能的超雙疏織物表面的制備

將織物放入溶液中浸漬4h，取出干燥，得到一種超雙疏的織物表面。

(4)非對(duì)稱性超雙疏織物表面的制備

通過靜電噴涂的方式將溶液噴灑到織物上，可得到一面雙疏一面雙親的織物表面，靜電噴涂的參數(shù)設(shè)置為接收距離13cm，外加電壓20kV，流量1mL/L，時(shí)間2h。

實(shí)施例三

本實(shí)施方式按照如下步驟制備具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面：

(1)二氧化硅納米顆粒的制備

在一個(gè)實(shí)施案例中，該步驟可以具體如下執(zhí)行：將1.5mL的硅酸四乙酯(TEOS)加入到含50mL乙醇、1mL去離子水、3mL 25％氨水的溶液中，在40℃下攪拌4h，然后再加入1mL的TEOS繼續(xù)反應(yīng)12h，得到的二氧化硅納米顆粒通過離心，烘干，用乙醇分散以備用。

(2)涂層液的制備

含200μL氟硅烷、2.5mL乙醇的溶液緩慢滴加到含0.25g全氟壬酸、10mL乙醇的溶液，并均勻攪拌，再在混合溶液中加入27μL去離子水，在室溫下均勻攪拌2h，在得到的溶液中加入含3mL乙醇、0.25g二氧化硅納米顆粒的懸浮液，分散均勻。

(3)具有良好機(jī)械性能的超雙疏織物表面的制備

將織物放入溶液中浸漬4h，取出干燥，得到一種超雙疏的織物表面。

(4)非對(duì)稱性超雙疏織物表面的制備

通過靜電噴涂的方式將溶液噴灑到織物上，可得到一面雙疏一面雙親的織物表面，靜電噴涂的參數(shù)設(shè)置為接收距離13cm，外加電壓20kV，流量1mL/L，時(shí)間2h。

實(shí)施例四

本實(shí)施方式按照如下步驟制備具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面：

(1)二氧化硅納米顆粒的制備

在一個(gè)實(shí)施案例中，該步驟可以具體如下執(zhí)行：將1.5mL的硅酸四乙酯(TEOS)加入到含50mL乙醇、1mL去離子水、3mL 25％氨水的溶液中，在40℃下攪拌4h，然后再加入1mL的TEOS繼續(xù)反應(yīng)12h，得到的二氧化硅納米顆粒通過離心，烘干，用乙醇分散以備用。

(2)涂層液的制備

含200μL氟硅烷、2.5mL乙醇的溶液緩慢滴加到含0.25g全氟壬酸,10mL乙醇的溶液，并均勻攪拌，再在混合溶液中加入27μL去離子水，在室溫下均勻攪拌2h，在得到的溶液中加入含3mL乙醇、0.35g二氧化硅納米顆粒的懸浮液，分散均勻。

(3)具有良好機(jī)械性能的超雙疏織物表面的制備

將織物放入溶液中浸漬4h，取出干燥，得到一種超雙疏的織物表面。

(4)非對(duì)稱性超雙疏織物表面的制備

通過靜電噴涂的方式將溶液噴灑到織物上，可得到一面雙疏一面雙親的織物表面，靜電噴涂的參數(shù)設(shè)置為接收距離13cm，外加電壓20kV，流量1mL/L，時(shí)間2h。

實(shí)施例五

本實(shí)施方式按照如下步驟制備具有較好機(jī)械性能的多功能超雙疏表面：

(1)二氧化硅納米顆粒的制備

在一個(gè)實(shí)施案例中，該步驟可以具體如下執(zhí)行：將1.5mL的硅酸四乙酯(TEOS)加入到含50mL乙醇、1mL去離子水、3mL 25％氨水的溶液中，在40℃下攪拌4h，然后再加入1mL的TEOS繼續(xù)反應(yīng)12h，得到的二氧化硅納米顆粒通過離心，烘干，用乙醇分散以備用。

(2)涂層液的制備

含200μL氟硅烷、2.5mL乙醇的溶液緩慢滴加到含0.25g全氟壬酸,10mL乙醇的溶液，并均勻攪拌，再在混合溶液中加入27μL去離子水，在室溫下均勻攪拌2h，在得到的溶液中加入含3mL乙醇、0.45g二氧化硅納米顆粒的懸浮液，分散均勻。

(3)具有良好機(jī)械性能的超雙疏織物表面的制備

將織物放入溶液中浸漬4h，取出干燥，得到一種超雙疏的織物表面。

(4)非對(duì)稱性超雙疏織物表面的制備

通過靜電噴涂的方式將溶液噴灑到織物上，可得到一面雙疏一面雙親的織物表面，靜電噴涂的參數(shù)設(shè)置為接收距離13cm，外加電壓20kV，流量1mL/L，時(shí)間2h。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。