一种聚四氟乙烯超疏水涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚四氟乙烯超疏水涂层的制备方法，本超疏水涂层在实际应用中，水滴与表面接触角为150°-165°，水滴在材料表面滚动角小于10°，具有良好的疏水性。本聚四氟乙烯超疏水涂层的制备方法采用超临界法，将聚四氟乙烯板及基板放入带有加热装置的反应釜中，向釜中通入气体，控制温度、压力，使通入的气体处于超临界状态，保压12-120h，之后泄压冷却，得到超疏水的聚四氟乙烯板及超疏水基板。其中，泄压阀连接的金属管道内壁与容器内壁也为超疏水的。本超疏水涂层生产方法简单易行，制备过程中无溶剂，便于规模化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超疏水
，尤其涉及。
技术介绍
材料表面的浸润现象从本质上来说是一种界面现象，这无论在自然界以及人类的 生产生活中都是及其普遍的。自然界中的生物为适应环境为自己寻求了各种各样的生存之 道。而类似于荷叶表面的水珠自由滑落、蝴蝶翅膀不被雨水沾湿，水渑可挺立于水上这些动 植物表面的超疏水现象无异于为自身适应环境所造成的结果。但这种优异的性质是可以被 学习并借鉴的。人们通常认为水与表面的接触角达90°之上可认为它是疏水的表面，当水 与表面的接触角达150°之上认为这是超疏水的表面。有了这样的量化范围，对这一自然 现象进行仿生研究，会为人们的日常生活及工业生产带来极大的应用前景。例如，将这样 的表面应用于沙漠，制成沙漠集水器，为干旱的地带节约水源；又如将高架线的表面涂覆超 疏水涂层，可有效提高户外电线电缆的防水防冰性能，减少危险的同时，提高了电线的使用 寿命；又如在防腐抗菌领域的应用，可以与生物医学相结合，开辟新的研究思路；流体的减 阻，疏油管道的输送率的提高，一斤最为普遍的普通基材的表面自清洁等都是未来超疏水 表面巨大的应用市场。就目前的研究而言，采用的方法大多也是根据增加表面粗糙度以及 降低表面能为入手点进行改性，如模板法、刻蚀法、相分离法以及层间自组装等制备技术进 行人工超疏水表面的制备。虽然制备超疏水表面的新技术、新方法日新月异、层出不穷，但 他们或是材料价格昂贵，或是加工过程复杂，或是有机溶剂的使用等因素限制了大部分方 法真正在工业上的大规模生产使用，只能停留在实验室的研究中。真正实现大规模的工业 化生产依然是一个巨大的挑战。随着科技的发展及研究的深入，对于简单、经济、环保且可 大面积制备超疏水表面的方法会成为越来越受关注的研究领域，超疏水表面的制备工业化 亦是未来提高超疏水表面制备技术的重要目标之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对现有制备超疏水材料的不足，提供一种聚四氟乙烯超疏 水涂层的制备方法。本质本方法具有工艺简单，制备过程中不使用溶剂，绿色环保，且可以 制备大面积超疏水涂层，容易推广使用，且易于工业化，通过此方法制得的超疏水涂层具有 疏水性好、耐磨、可修复重复使用的优点，而且次制备方法可以一举多得，不仅可以用于制 备大面积的聚四氟乙烯超疏水板和超疏水玻璃板、金属板；而且可以用于空调管道内壁及 热水器内胆壁的处理，减少水滴在其表面的停留时间，从而减少水垢、水锈的生成，提高其 使用寿命。 为实现上述目的，本专利技术，包括如下步 骤： -种聚四氟乙烯超疏水涂层的制备方法，该方法包括以下步骤： (1)将聚四氟乙烯板及基板放入带有加热装置的反应釜中； (2)通过高压栗向釜中通入气体，控制温度、压力，到达所设定温度后，饱和 12h-120h； (3)泄压，所释放气体可以通入金属管道或容器中； (4)待反应釜及所连接管道及容器冷却后，将聚四氟乙烯板及基板取出，得到的聚 四氟乙烯板、基板均为超疏水板。 其中，步骤（1)中所述聚四氟乙烯板为低分子量的，厚度在0.2mm-2mm之间；所述 基板为玻璃板或金属板中的任一种。 其中，步骤（2)中所述的反应釜中通入的气体为二氧化碳或者氮气中的任一种。 反应釜中温度控制范围为260°C-340°c，压力控制范围为20Mpa-60Mpa。 其中，步骤（3)中所述的泄压时间为10-300s。 其中，步骤（3)中所述释放气体时，泄压阀可以连接金属管及容器，通过反复的升 温-充压-饱和-泄压步骤得到具有超疏水内壁的金属管和容器。其中金属管可以为铜管、 不锈钢管、钛管中的任一种，容器可以是热水器内胆。 其中，用该制备的聚四氟乙烯超疏水板表面、基板表面以及金属管和容器的内壁 与水滴接触角为150° -165°，水滴在材料表面滚动角小于10°。 本专利技术的有益效果是，通过此法可以一次制备大面积的聚四氟乙烯超疏水板和不 同材质的超疏水基板，而且本生产方法简单易行，制备过程中无溶剂，便于规模化生产【附图说明】 图1本专利技术制备方法的装置图； 图2本专利技术制备方法中，实施例一的超疏水聚四氟乙烯板的接触角测试图； 图3本专利技术制备方法中，实施例一的超疏水玻璃基板的接触角测试图； 图4本专利技术制备方法中，实施例一的超疏水聚四氟乙烯板的扫描电镜图； 图5本专利技术制备方法中，实施例一的超疏水玻璃基板的扫描电镜图； 图6本专利技术制备方法中，实施例二的超疏水金属板的扫描电镜图； 图7本专利技术制备方法中，实施例二的超疏水金属铜管道内壁的扫描电镜图。【具体实施方式】 实施例1 (1)将0. 2mm厚的聚四氟乙烯板及玻璃基板放入带有加热装置的反应釜中； (2)通过高压栗向釜中通入二氧化碳气体，控制温度为260°C、压力为25Mpa，饱和 36h； (3)泄压，泄压时间为30s; (4)待装置冷却后，取出聚四氟乙烯板及玻璃基板，得到超疏水聚四氟乙烯板及超 疏水玻璃板。 实施例2 (1)将0. 6mm厚的聚四氟乙烯板及金属基板放入带有加热装置的反应釜中； (2)通过高压栗向釜中通入二氧化碳气体，控制温度为300°C、压力为30Mpa，饱和 12h； (3)泄压，泄压时间为100s，其中泄压阀与金属铜管相连接，然后排空； (4)在300°C温度下，继续通过高压栗向釜中通入二氧化碳气体，保持压力为 30Mpa，饱和10h，然后泄压； (5)再重复步骤（4)两次； (6)待装置冷却后，取出聚四氟乙烯板及金属基板，卸下泄压阀连接的金属铜管， 并测试其接触角。 将上述实施例1和实施例2所制得的各种超疏水材料进行裁剪，制样，并对其进行 物性进行接触角测试，其结果见表1。 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽 管前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员依然可以对前述各实施 例的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并 不使相应技术方案的本质脱离本专利技术各实施例技术方案的范围。【主权项】1. ，该方法包括以下步骤： (1) 将聚四氟乙烯板及基板放入带有加热装置的反应釜中； (2) 通过高压栗向釜中通入气体，控制温度、压力，到达所设定温度后，饱和12h-120h ; (3) 泄压，所释放气体可以通入金属管道或容器中； (4) 待反应釜及所连接管道及容器冷却后，将聚四氟乙烯板及基板取出，得到的聚四氟 乙烯板、基板均为超疏水板。2. 根据权利要求1所述的，其特征在于，所述 聚四氟乙烯板为低分子量的，厚度在0. 之间；所述基板为玻璃板或金属板中的任 一种。3. 根据权利要求1所述的，其特征在于，反应 釜中通入的气体为二氧化碳或者氮气中的任一种。4. 根据权利要求1所述的，其特征在于，反应 釜中温度控制范围为260°C _340°C，压力控制范围为20Mpa-60Mpa。5. 根据权利要求1所述的，其特征在于，泄压 时间为10-300s。6. 根据权利要求1所述的，其特征在于，释放 气体时，泄压阀可以连接金属管及容器，通过反复的升温-充压-饱和-泄压步骤得到具有 超疏水内壁的金属管和容器。其中金属管可以为铜管、不锈钢管、钛管中的任一种，容器可 以是热水器内胆。7. 根据权利要求1所述的，其特征在于，用该 方法制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚四氟乙烯超疏水涂层的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将聚四氟乙烯板及基板放入带有加热装置的反应釜中；(2)通过高压泵向釜中通入气体，控制温度、压力，到达所设定温度后，饱和12h‑120h；(3)泄压，所释放气体可以通入金属管道或容器中；(4)待反应釜及所连接管道及容器冷却后，将聚四氟乙烯板及基板取出，得到的聚四氟乙烯板、基板均为超疏水板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张振秀，张涛，郎咸华，张昕，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37