CN101481590A - 超疏水胶膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超疏水胶膜，包括设置超疏水表面的超疏水膜，其特征在于：所述超疏水膜的非超疏水表面设置粘性胶层，本发明在使用时，可以将超疏水膜粘在任何表面，使用方便、结构简单、制作容易、强度较高、成本较低并可以规模化制造和应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种超疏水结构，特别涉及一种超疏水胶膜。
背景技术
表面的浸润性是决定材料应用的一个重要性质，许多物理化学过程，如吸附、润滑、黏合、分散和摩擦等均与表面的浸润性密切相关。由于超疏水表面在自清洁表面、微流体系统和生物相容性等方面的潜在应用，有关超疏水表面的研究引起了极大的关注。所谓超疏水表面一般是指与水的接触角大于150和小于10。的水滴滚动角，具有防水、防冰、防雾、防雪、防污、防尘以及防止输电线路因水滴驻留而产生的电晕噪声等功能。因此在建筑物表面防污、雷达天线罩、化学微型反应器、输电线路防污等领域具有广泛的应用前景。
现有技术中，制造超疏水表面的方法较多，也有较多的超疏水表面问世，但是，大都停留在试验阶段，理论上存在使用不方便的问题，会造成使用成本的极大提高，无法实现超疏水表面的规模化应用。同时制备成本也相对较高，制备出的超疏水表面机械强度也不高，无法满足实际需要。
因此，需要一种结构简单、使用方便、强度较高、成本较低并可以规模化制造和应用的超疏水结构。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种超疏水胶膜，使用方便、结构简单、制作容易、强度较高、成本较低并可以规模化制造和应用。
本发明的超疏水胶膜，包括设置超疏水表面的超疏水膜，所述超疏水膜的非超疏水表面设置粘性胶层。
进一步，所述超疏水膜包括膜基体和设置于膜基体表面的超疏水层，超疏水层由相间排列的微米级粉粒和纳米级粉粒组成，微米级粉粒和纳米级粉粒在膜基体表面形成微米级凸起和纳米级凸起；所述微米级粉粒和纳米级粉粒具有低表面能或/和经低表面能物质修饰；
进一步，所述微米级凸起和纳米级凸起由微米级粉粒和纳米级粉粒嵌入膜基体表面形成；
进一步，所述膜基体表面设置粘结层，微米级凸起和纳米级凸起由微米级粉粒和纳米级粉粒嵌入粘结层表面形成；
进一步，所述粘结层为氟乙烯-乙烯基醚聚合物、聚氨酯树脂、有机硅树脂和含氟丙烯酸酯中的一种或者一种以上的混合物；
进一步，所述微米级粉粒和纳米级粉粒混合粉体粒径为60nm—100μm；
进一步，所述微米级凸起凸出表面500nm—30μm，纳米级凸起凸出表面20nm—1000nm相邻微米级凸起之间的间距为500nm—100μm；
进一步，具有低表面能的微米级粉粒和纳米级粉粒为聚四氟乙烯微粉和全氟乙丙烯微粉中的一种或者一种以上的混合物；
进一步，所述经低表面能物质修饰的微米级粉粒和纳米级粉粒为二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙和氧化锌中的一种或者一种以上的混合物，用于修饰的低表面能物质是碳原子个数8～19的烷基氟硅烷偶联剂中的一种或者一种以上的混合物或氟原子个数为6～18的含氟丙烯酸酯中的一种或者一种以上的混合物；
进一步，膜基体的材料为聚酰亚胺、涤纶树脂和醋酸布中的一种或者一种以上的混合物。
本发明的有益效果是：本发明的超疏水胶膜，超疏水膜设置有粘结胶层，可以将超疏水膜粘在任何表面，使用方便、结构简单、制作容易、强度较高、成本较低并可以规模化制造和应用；超疏水层由相间排列并嵌入膜基体或嵌入表面粘结层并形成微米级凸起和纳米级凸起的微米级粉粒和纳米级粉粒组成，相对于其它超疏水结构，强度高、结构简单、制作容易、成本较低，该超疏水层的水接触角为150°～165°，滚动角小于5°；采用聚酰亚胺、涤纶树脂或醋酸布等膜基体，性质柔软，具有较高强度，适用于粘接胶层，使用方便简单，易于推广，是可以规模化制造和应用的超疏水结构。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
附图为本发明的结构示意图。
具体实施方式
附图为本发明的结构示意图，如图所示：
实施例一
本实施例的超疏水胶膜，包括设置超疏水表面的超疏水膜，所述超疏水膜的非超疏水表面设置粘性胶层4，本实施例中，粘性胶层4为压敏胶层，使用方便简单，粘结性好；超疏水膜包括膜基体1和设置于膜基体1表面的超疏水层，膜基体1的材料为聚酰亚胺，物理性质柔软，强度较高、适应性强、具有热塑性，可用热压法制备，可适用于各类表面，适合于设置粘接胶层，制作成本低；超疏水层由相间排列并嵌入膜基体的微米级粉粒2和纳米级粉粒3组成，微米级粉粒2和纳米级粉粒3在膜基体1表面形成微米级凸起和纳米级凸起；微米级粉粒2和纳米级粉粒3具有低表面能；本实施例中，具有低表面能的微米级粉粒2和纳米级粉粒3为聚四氟乙烯微粉；
微米级粉粒2和纳米级粉粒3混合粉体粒径为60nm—100μm；微米级凸起凸出表面500nm—30μm，纳米级凸起凸出表面20nm—500nm，相邻微米级凸起之间的间距为500nm—100μm。
利用本实施例的微米级粉粒2和纳米级粉粒3制备出的超疏水膜性能稳定，水滴接触角为160°～162°之间，水滴滚动角为2°～4°之间。
实施例二
本实施例的超疏水胶膜，包括设置超疏水表面的超疏水膜，所述超疏水膜的非超疏水表面设置粘性胶层4，本实施例中，粘性胶层4为压敏胶层，使用方便简单，粘结性好；超疏水膜包括膜基体1和设置于膜基体1表面的超疏水层，膜基体1的材料为涤纶树脂，物理性质柔软，强度较高、适应性强、具有热塑性，可用热压法制备，可适用于各类表面，适合于设置粘接胶层，制作成本低；超疏水层由相间排列并嵌入膜基体的微米级粉粒2和纳米级粉粒3组成，微米级粉粒2和纳米级粉粒3在膜基体1表面形成微米级凸起和纳米级凸起；微米级粉粒2和纳米级粉粒3是经过低表面能物质修饰过的，本实施例中，经低表面能物质修饰的微米级粉粒2和纳米级粉粒3为二氧化硅，当然，也可以是二氧化钛、碳酸钙和氧化锌中的一种或者一种以上的混合物，由于其物理性质符合本发明的要求，都能达到发明目的，用于修饰的低表面能物质是十七氟癸基三甲氧基硅烷，当然，也可以是其它碳原子个数8～19的烷基氟硅烷偶联剂中的一种或者一种以上的混合物，都能达到发明目的；
微米级粉粒2和纳米级粉粒3混合粉体粒径为60nm100μm；微米级凸起凸出表面500nm—30μm，纳米级凸起凸出表面20nm—500nm，相邻微米级凸起之间的间距为500nm—100μm。
利用本实施例的微米级粉粒2和纳米级粉粒3制备出的超疏水膜性能稳定，水滴接触角为154°～162°之间，水滴滚动角为2°～5°之间。
实施例三
本实施例的超疏水胶膜，包括设置超疏水表面的超疏水膜，所述超疏水膜的非超疏水表面设置粘性胶层4，本实施例中，粘性胶层4为压敏胶层，使用方便简单，粘结性好；超疏水膜包括膜基体1和设置于膜基体1表面的超疏水层，超疏水膜包括膜基体1和设置于膜基体1表面的超疏水层，膜基体1的材料为醋酸布，物理性质柔软，抗拉强度高、适应性强，可适用于各类表面，适合于设置粘接胶层，材料成本低，制作成本低；超疏水层由相间排列并嵌入膜基体的微米级粉粒2和纳米级粉粒3组成，微米级粉粒2和纳米级粉粒3在膜基体1表面形成微米级凸起和纳米级凸起；微米级粉粒2和纳米级粉粒3具有低表面能；本实施例中，具有低表面能的微米级粉粒2和纳米级粉粒3为全氟乙丙烯微粉；
微米级粉粒2和纳米级粉粒3混合粉体粒径为400nm—30μm；微米级凸起凸出表面500nm—15μm，纳米级凸起凸出表面200nm—500nm，相邻微米级凸起之间的间距为500nm—20μm。
利用本实施例的微米级粉粒2和纳米级粉粒3制备出的超疏水膜性能稳定，水滴接触角为162°～167°之间，水滴滚动角为1°～3°之间。
实施例四
本实施例的超疏水胶膜，包括设置超疏水表面的超疏水膜，所述超疏水膜的非超疏水表面设置粘性胶层4，本实施例中，粘性胶层4为压敏胶层，使用方便简单，粘结性好；超疏水膜包括膜基体1和设置于膜基体1表面的超疏水层，膜基体1的材料为聚酰亚胺、涤纶树脂和醋酸布的混合材料，复合材料物理性质柔软，强度高、适应性强，可采用热压法制备，可适用于各类表面，适合于设置粘接胶层，制作成本低；超疏水层由相间排列并嵌入膜基体的微米级粉粒2和纳米级粉粒3组成，微米级粉粒2和纳米级粉粒3在膜基体1表面形成微米级凸起和纳米级凸起；微米级粉粒2和纳米级粉粒3是经过低表面能物质修饰过的，本实施例中，经低表面能物质修饰的微米级粉粒2和纳米级粉粒3为碳酸钙，用于修饰的低表面能物质是甲基丙烯酸十二氟庚酯；当然，也可以是其它氟原子个数为6～18的含氟丙烯酸酯中的一种或者一种以上的混合物，都能达到发明目的；
微米级粉粒2和纳米级粉粒3混合粉体粒径为400nm—30μm；微米级凸起凸出表面500nm—15μm，纳米级凸起凸出表面200nm—500nm，相邻微米级凸起之间的间距为500nm—20μm。
利用本实施例的微米级粉粒2和纳米级粉粒3制备出的超疏水膜性能稳定，水滴接触角为160°～165°之间，水滴滚动角为1°～4°之间。
当然，设置超疏水表面的超疏水膜的结构并不局限于以上实施例所描述的方式，超疏水层的微米级凸起和纳米级凸起由微米级粉粒和纳米级粉粒嵌入粘结层表面形成，也就是制备方法并不局限于热压法，根据膜基体材料的不同，可以选择使用在膜基体表面设置粘结层，在粘结层上粘结超疏水层，都能达到发明目的；
膜基体并不局限于以上实施例所述的材料，也可以是聚酰亚胺、涤纶树脂和醋酸布中一种以上的混合物制成的膜，由于其物理性质符合本发明对柔性和强度的要求，因而都能达到发明目的；根据以上实施例可以推出，膜基体材料也可以是其它常规胶带所使用的材料，都能达到发明目的；
粘性胶层4并不局限于压敏胶层，其它普通粘性胶层都能实现发明目的；
实施例一和实施例三所述的具有低表面能的微米级粉粒2和纳米级粉粒3并不局限于聚四氟乙烯微粉，也可以是全氟乙丙烯微粉及二者的混合物，都具有本发明所需的性质，都能达到发明目的。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种超疏水胶膜，包括设置超疏水表面的超疏水膜，其特征在于：所述超疏水膜的非超疏水表面设置粘性胶层(4)。
2.根据权利要求1所述的超疏水胶膜，其特征在于：所述超疏水膜包括膜基体和设置于膜基体表面的超疏水层，超疏水层由相间排列的微米级粉粒(2)和纳米级粉粒(1)组成，微米级粉粒(2)和纳米级粉粒(3)在膜基体表面形成微米级凸起和纳米级凸起；所述微米级粉粒(2)和纳米级粉粒(3)具有低表面能或/和经低表面能物质修饰。
3.根据权利要求2所述的超疏水胶膜，其特征在于：所述微米级凸起和纳米级凸起由微米级粉粒(2)和纳米级粉粒(1)嵌入膜基体表面形成。
4.根据权利要求2所述的超疏水胶膜，其特征在于：所述膜基体表面设置粘结层，微米级凸起和纳米级凸起由微米级粉粒(2)和纳米级粉粒(1)嵌入粘结层表面形成。
5.根据权利要求4所述的超疏水胶膜，其特征在于：所述粘结层为氟乙烯-乙烯基醚聚合物、聚氨酯树脂、有机硅树脂和含氟丙烯酸酯中的一种或者一种以上的混合物。
6.根据权利要求3或4所述的超疏水胶膜，其特征在于：所述微米级粉粒(2)和纳米级粉粒(3)混合粉体粒径为60nm—100μm。
7.根据权利要求6所述的超疏水胶膜，其特征在于：所述微米级凸起凸出表面500nm—30μm，纳米级凸起凸出表面20nm—1000nm相邻微米级凸起之间的间距为500nm—100μm。
8.根据权利要求7所述的超疏水胶膜，其特征在于：具有低表面能的微米级粉粒(2)和纳米级粉粒(3)为聚四氟乙烯微粉和全氟乙丙烯微粉中的一种或者一种以上的混合物。
9.根据权利要求8所述的超疏水胶膜，其特征在于：所述经低表面能物质修饰的微米级粉粒(2)和纳米级粉粒(3)为二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙和氧化锌中的一种或者一种以上的混合物，用于修饰的低表面能物质是碳原子个数8～19的烷基氟硅烷偶联剂中的一种或者一种以上的混合物或氟原子个数为6～18的含氟丙烯酸酯中的一种或者一种以上的混合物。
10.根据权利要求9所述的超疏水胶膜，其特征在于：所述膜基体(1)的材料为聚酰亚胺、涤纶树脂和醋酸布中的一种或者一种以上的混合物。
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