專利名稱：超疏水的氟硅聚合物/納米二氧化硅雜化納米材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超疏水納米材料及其制備方法，尤其是涉及一種氟硅聚合物/ 二 氧化硅(SiO2)雜化納米超疏水材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，表面與水接觸角150°以上的表面(即超疏水性表面)由于其在人們?nèi)粘?生活和生產(chǎn)中潛在的應(yīng)用價值而引起了人們廣泛的關(guān)注。固體表面和水之間接觸面有限， 超疏水性表面與水較不易發(fā)生反應(yīng)。這類超疏水性材料在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中 日益凸現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景，例如超疏水性表面用于玻璃、陶瓷等材料上，可以使材料具有 自清潔或易于清洗；用于戶外標牌上，可以防止因積雪導(dǎo)致的外觀模糊；用于水上船舶、水 下艦艇的外殼上，可以降低與水流之間的摩擦阻力，提高行駛速度；也可以用于服裝等紡織 品上，起到防水、防污和自清潔的效果。一般制備超疏水性表面必須滿足兩個條件一是物質(zhì)的表面具有很低的固體表面 能；二是在低表面能物質(zhì)的表面上構(gòu)建有一定粗糙度的微米或納米相結(jié)合的階層結(jié)構(gòu)。其 一，由于表面材料的潤濕性是決定親水和疏水的前提，因此低表面能物質(zhì)的化學(xué)成分是獲 得超疏水性質(zhì)的基礎(chǔ)。其二，由于表面的微細幾何結(jié)構(gòu)是維持超疏水性質(zhì)的關(guān)鍵因素，從接 觸角方面來看，決定其疏水性的主要是表面基團，形貌僅僅強化這一效果，因此在低表面能 物質(zhì)上構(gòu)建粗糙表面和在粗糙的表面結(jié)構(gòu)上修飾低表面能的物質(zhì)，是研制仿生超疏水性涂 層的基本途徑。目前，已報道了許多制備超疏水性材料的手段和方法。具有低表面能的有機 材料主要為有機氟材料和有機硅材料。但是有機氟材料暴露出耐低溫性差的缺點，有機硅 材料存在耐化學(xué)介質(zhì)差等缺陷。而氟硅聚合物在保持有機硅材料耐熱性、耐寒性的同時，兼 具耐候耐老化、耐溶劑和油等優(yōu)異性能和具有更低的表面能性能。含氟硅聚合物作為一種 新型材料，有機結(jié)合了有機硅與有機氟化合物的優(yōu)點，成為材料領(lǐng)域的一個新的熱點。迄今 為止，有許多制備粗糙表面的方法，主要有刻蝕和光刻、溶膠_凝膠工藝、層層自組裝(LBL) 和膠體組裝、電化學(xué)反應(yīng)和沉積、納米粒子復(fù)合法等。其中納米粒子復(fù)合法，在疏水性材料 中引入納米或微亞米粒徑的粒子，改變涂層表面的化學(xué)組成和形貌，可以提高涂層的疏水 性能。相比于其他方法，納米粒子復(fù)合法制作聚合物超疏水涂層不需要復(fù)雜的儀器設(shè)備，制 作成本低，容易大面積制備，具有實際生產(chǎn)應(yīng)用的巨大潛能。其中表面引發(fā)的原子轉(zhuǎn)移自由 基聚合接枝法又有著其獨特的優(yōu)勢，這主要是由于其適用單體廣泛和實驗條件較為溫和。公開號為CN101544838的中國發(fā)明專利申請?zhí)峁┮环N超疏水納米SiO2/高聚物復(fù) 合膜及其制備方法。將聚乙二醇單甲醚(MPEG)和聚二乙氧基硅氧烷(PEDS)進行酯交換反 應(yīng)合成MPEG-g-PEDS接枝聚合物，然后進行溶膠-凝膠化反應(yīng)，凝膠粉末作為填料分散到高 聚物溶液中，將該溶液涂布在基材上，干燥成膜。復(fù)合膜經(jīng)水/乙醇溶液浸漬后，用表面修 飾劑進行表面分子自組裝，用正己烷將殘液洗去后，干燥，即可獲得具有超疏水納米SiO2/ 高聚物復(fù)合膜。這種方法雖然涉及一種超疏水納米SiO2/高聚物復(fù)合膜，但其不適合大規(guī)?；虼竺娣e應(yīng)用。
發(fā)明者于海江, 周寅寧, 羅正鴻 申請人:廈門大學(xué)