一种超疏水层表面及其制造方法

摘要

一种超疏水层表面的制造方法，包括：步骤1，将硅酸盐与盐酸溶液进行充分混合后，放置于玻璃基板上烘干；步骤2，将聚丙烯与聚丙烯接枝马来酸酐混合后，加热呈熔融状态；步骤3，将步骤2的产物置于上下两层的步骤1的产物之间，得到混合物并加热保持熔融状态；步骤4，采用拉伸法加工步骤3的混合物，并最终冷却定型得到超疏水层表面，由步骤2的产物构成连接层，由步骤1的产物构成疏水层，硅酸盐在超疏水层表面呈不规则分布的柱状凸起，在柱状凸起之间形成了表面空穴。本发明的制造方法简单，成本低廉，易于工业生产；超疏水层表面分布有不规则的微小的柱状凸起和表面空穴，形成了类似荷叶的自清洁表面，达到超疏水效果。

权利要求

1.一种超疏水层表面，其特征在于，包括：由聚丙烯和聚丙烯接枝马来酸酐加热混合构成的连接层及分布在连接层表面的疏水层，疏水层与连接层的质量比为2 3:8 7，所述疏水~ ~层由硅酸盐和盐酸混合构成，硅酸盐在超疏水层表面呈不规则分布的柱状凸起，柱状凸起的高度为120 280μm，同时在柱状凸起之间形成了表面空穴；

~

所述超疏水层表面的制造方法，包括以下步骤：

步骤1，将硅酸盐与盐酸溶液进行充分混合后，放置于玻璃基板上烘干，步骤2，将聚丙烯与聚丙烯接枝马来酸酐混合后，加热呈熔融状态，步骤3，将步骤2的产物置于上下两层的步骤1的产物之间，得到混合物并加热保持熔融状态，步骤4，采用拉伸法加工步骤3的混合物，并最终冷却定型得到超疏水层表面，由步骤2的产物构成连接层，由步骤1的产物构成连接层表面的疏水层，硅酸盐在超疏水层表面呈不规则分布的柱状凸起，同时在柱状凸起之间形成了表面空穴。

2.根据权利要求1所述的超疏水层表面，其特征在于，所述连接层的聚丙烯和聚丙烯接枝马来酸酐的质量比为3:7。

3.根据权利要求1所述的超疏水层表面，其特征在于，所述硅酸盐为2000目。

4.根据权利要求1所述的超疏水层表面，其特征在于，所述超疏水层表面的整体厚度为

0.05-0.8mm。

5.根据权利要求1所述的超疏水层表面，其特征在于，所述步骤1中盐酸溶液浓度为

15%-25%。

6.根据权利要求1所述的超疏水层表面，其特征在于，所述超疏水层表面与水的接触角为152 163°，水滴与超疏水层表面形成滚动角小于9°。

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7.根据权利要求1所述的超疏水层表面，其特征在于，所述拉伸法为采用纵向和横向的双向拉伸。

说明书

一种超疏水层表面及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及疏水涂料领域，具体涉及一种超疏水层表面及其制造方法。

背景技术

[0002] 超疏水现象在生活中到处可见，例如荷叶和芋头叶上水珠不能完全停留，因为荷叶和芋头叶是自清洁表面，在放大镜的观察下，荷叶和芋头叶的表面是“粗糙的”，荷叶和芋头叶表面具备许多微观突起和一些蜡状物，这些突起和蜡状物构成了一种超疏水表面，因而荷叶和芋头叶的水渍不会粘附在叶片上，能够将其表面上的水滴自动滑落清洁出来。

[0003] 近来，由于超疏水的研究，对超疏水层表面的应用也越来越广泛，因此提出一种新的超疏水层表面及其制造方法。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是克服超疏水技术的发展不足，提供一种制造简单、成本较低的超疏水层表面及其制造方法。

[0005] 本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

[0006] 一种超疏水层表面，包括：由聚丙烯和聚丙烯接枝马来酸酐加热混合构成的连接层及分布在连接层表面的疏水层，所述疏水层由硅酸盐和盐酸混合构成，硅酸盐在超疏水层表面呈不规则分布的柱状凸起，同时在柱状凸起之间形成了表面空穴。

[0007] 作为优选方案，所述硅酸盐为2000目。

[0008] 作为优选方案，所述柱状凸起的高度为120～280μm。

[0009] 作为优选方案，所述疏水层与连接层的质量比为2～3:8～7。

[0010] 作为优选方案，所述连接层的聚丙烯和聚丙烯接枝马来酸酐的质量比为3:7。

[0011] 作为优选方案，所述超疏水层表面的整体厚度为0.05-0.8mm。

[0012] 一种用于上述超疏水层表面的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0013] 步骤1，将硅酸盐与盐酸溶液进行充分混合后，放置于玻璃基板上烘干；

[0014] 步骤2，将聚丙烯与聚丙烯接枝马来酸酐混合后，加热呈熔融状态；

[0015] 步骤3，将步骤2的产物置于上下两层的步骤1的产物之间，得到混合物并加热保持熔融状态；

[0016] 步骤4，采用拉伸法加工步骤3的混合物，并最终冷却定型得到超疏水层表面，由步骤2的产物构成连接层，由步骤1的产物构成连接层表面的疏水层，硅酸盐在超疏水层表面呈不规则分布的柱状凸起，同时在柱状凸起之间形成了表面空穴。

[0017] 作为优选方案，所述步骤1中盐酸溶液浓度为15％-25％。

[0018] 作为优选方案，所述超疏水层表面与水滴的接触角为152～163°，水滴与超疏水层表面形成滚动角小于9°。

[0019] 作为优选方案，所述拉伸法为采用纵向和横向的双向拉伸。

[0020] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0021] 1.本发明的制造方法简单，成本低廉，容易获得这种超疏水层表面，易于工业生产，利于行业发展。

[0022] 2.本发明的超疏水层表面分布有不规则的微小的柱状凸起和表面空穴，形成了类似荷叶的自清洁表面，具有很强的仿生效果，达到超疏水效果。

附图说明

[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，其中：

[0024] 图1为本发明的超疏水层表面5000倍放大图；

[0025] 图2为本发明的超疏水层表面20000倍放大图；

[0026] 图3为本发明的步骤3得到的拉伸前混合物表面200倍放大图；

[0027] 图4为本发明的超疏水层表面疏水性能测试图。

具体实施方式

[0028] 下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。以下实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

[0029] 实施例一

[0030] 本发明设计的一种超疏水层表面，其主要包括：由聚丙烯和聚丙烯接枝马来酸酐加热混合构成的连接层及分布在连接层表面的疏水层，疏水层与连接层的质量比为2～3:8～7，超疏水层表面的整体厚度为0.05-0.8mm。

[0031] 连接层的聚丙烯和聚丙烯接枝马来酸酐按照质量比3:7进行混合。

[0032] 疏水层是由硅酸盐和盐酸混合构成，硅酸盐为2000目。请参见图1和图2，硅酸盐在超疏水层表面呈柱状凸起2且不规则分布，柱状凸起2的高度为120～280μm，同时在柱状凸起2之间形成了表面空穴1，表面空穴1也相应的随机分布。

[0033] 实施例二

[0034] 本发明设计的一种超疏水层表面的制造方法，其主要包括以下步骤：

[0035] 步骤1，将硅酸盐与盐酸溶液进行充分混合后，放置于玻璃基板上烘干；

[0036] 步骤2，将聚丙烯与聚丙烯接枝马来酸酐按照质量比3:7混合后，加热呈熔融状态；

[0037] 步骤3，将步骤2的产物(即成型后的连接层)置于上下两层的步骤1的产物(即成型后的疏水层)之间，得到混合物并加热保持熔融状态，请参见图3，为混合物表面的200倍放大图；

[0038] 步骤4，采用拉伸法加工步骤3的混合物，并最终冷却定型得到超疏水层表面，由步骤2的产物构成连接层，由步骤1的产物构成连接层表面的疏水层，硅酸盐在超疏水层表面呈不规则分布的柱状凸起，同时在柱状凸起之间形成了表面空穴。拉伸法是在低于薄膜材料熔点、高于玻璃化转变温度时，对厚膜进行纵向和/或横向拉伸，然后在张紧状态下进行适当冷却、热定型处理。本发明的拉伸法具体为采用纵向和横向的双向拉伸。

[0039] 在步骤1中，盐酸溶液的浓度为15％，硅酸盐为2000目。

[0040] 在步骤3中，步骤1与步骤2的产物质量比为2:8。

[0041] 在步骤4中，拉伸后得到的超疏水层表面的厚度为0.05mm。

[0042] 请参见图1和图2，分别为超疏水层表面的5000倍放大图和20000倍放大图，在超疏水层表面形成了由硅酸盐颗粒构成的柱状凸起2且呈不规则分布，可测得柱状凸起2高度为120μm，同时在柱状凸起2之间还形成了表面空穴1，表面空穴1也相应的随机分布。请参见图
4，为超疏水层表面疏水性能测试图，在本实施例中测得超疏水层表面与水滴的接触角为
152°，水滴与超疏水层表面形成滚动角小于9°，以使得超疏水层表面具有类似荷叶的超疏水结构，水滴很难停留在超疏水层表面上，从而达到自清洁的效果。

[0043] 实施例三

[0044] 本发明设计的一种超疏水层表面的制造方法，其主要包括以下步骤：

[0045] 步骤1，将硅酸盐与盐酸溶液进行充分混合后，放置于玻璃基板上烘干；

[0046] 步骤2，将聚丙烯与聚丙烯接枝马来酸酐按照质量比3:7混合后，加热呈熔融状态；

[0047] 步骤3，将步骤2的产物置于上下两层的步骤1的产物之间，得到混合物并加热保持熔融状态，请参见图3，为混合物表面的200倍放大图；

[0048] 步骤4，采用拉伸法加工步骤3的混合物，并最终冷却定型得到超疏水层表面，由步骤2的产物构成连接层，由步骤1的产物构成连接层表面的疏水层，硅酸盐在超疏水层表面呈不规则分布的柱状凸起，同时在柱状凸起之间形成了表面空穴。拉伸法是在低于薄膜材料熔点、高于玻璃化转变温度时，对厚膜进行纵向和/或横向拉伸，然后在张紧状态下进行适当冷却、热定型处理。本发明的拉伸法具体为采用纵向和横向的双向拉伸。

[0049] 在步骤1中，盐酸溶液的浓度为25％，硅酸盐为2000目。

[0050] 在步骤3中，步骤1与步骤2的产物质量比为3:7。

[0051] 在步骤4中，拉伸后得到的超疏水层表面的厚度为0.8mm。

[0052] 请参见图1和图2，分别为超疏水层表面的5000倍放大图和20000倍放大图，在超疏水层表面形成了由硅酸盐颗粒构成的柱状凸起2且呈不规则分布，可测得柱状凸起2高度为280μm，同时在柱状凸起2之间还形成了表面空穴1，表面空穴1也相应的随机分布。请参见图
4，为超疏水层表面疏水性能测试图，在本实施例中测得超疏水层表面与水滴的接触角为
163°，水滴与超疏水层表面形成滚动角小于9°，以使得超疏水层表面具有类似荷叶的超疏水结构，水滴很难停留在超疏水层表面上，从而达到自清洁的效果。

[0053] 实施例四

[0054] 本发明设计的一种超疏水层表面的制造方法，其主要包括以下步骤：

[0055] 步骤1，将硅酸盐与盐酸溶液进行充分混合后，放置于玻璃基板上烘干；

[0056] 步骤2，将聚丙烯与聚丙烯接枝马来酸酐按照质量比3:7混合后，加热呈熔融状态；

[0057] 步骤3，将步骤2的产物置于上下两层的步骤1的产物之间，得到混合物并加热保持熔融状态，请参见图3，为混合物表面的200倍放大图；

[0058] 步骤4，采用拉伸法加工步骤3的混合物，并最终冷却定型得到超疏水层表面，由步骤2的产物构成连接层，由步骤1的产物构成连接层表面的疏水层，硅酸盐在超疏水层表面呈不规则分布的柱状凸起，同时在柱状凸起之间形成了表面空穴。拉伸法是在低于薄膜材料熔点、高于玻璃化转变温度时，对厚膜进行纵向和/或横向拉伸，然后在张紧状态下进行适当冷却、热定型处理。本发明的拉伸法具体为采用纵向和横向的双向拉伸。

[0059] 在步骤1中，盐酸溶液的浓度为20％，硅酸盐为2000目。

[0060] 在步骤3中，步骤1与步骤2的产物质量比为2.5:7.5。

[0061] 在步骤4中，拉伸后得到的超疏水层表面的厚度为0.43mm。

[0062] 请参见图1和图2，分别为超疏水层表面的5000倍放大图和20000倍放大图，在超疏水层表面形成了由硅酸盐颗粒构成的柱状凸起2且呈不规则分布，可测得柱状凸起2高度为200μm，同时在柱状凸起2之间还形成了表面空穴1，表面空穴1也相应的随机分布。请参见图
4，为超疏水层表面疏水性能测试图，在本实施例中测得超疏水层表面与水滴的接触角为
157°，水滴与超疏水层表面形成滚动角小于9°，以使得超疏水层表面具有类似荷叶的超疏水结构，水滴很难停留在超疏水层表面上，从而达到自清洁的效果。

[0063] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。