【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境适应性超疏水材料，涉及一种环境适应性高耐久超疏水材料的制备方法，具体涉及一种基于自上而下法制备环境适应性高耐久超疏水材料的方法。
技术介绍
1、环境适应性是指材料在综合环境因素作用下，依旧能实现所有预定的性能并且功能不被破坏的能力，是材料对环境适应能力的具体体现，是一种重要的特性。冰的形成是环境中一种普遍而不可避免的自然现象。冰可以形成美丽的奇观，但严重的积冰问题会对人类的生产生活产生不利影响，如航空航天、交通运输、电力通信等，甚至会造成重大灾害或经济损失。目前报道的抗结冰方法，主要可分为主动除冰和被动除冰。主动除冰如使用融冰剂，机械振动和电热除冰等，大多过程繁琐，成本高昂且效率低下。超疏水表面，因其优异的拒水性和极低的冰亲和性，是一种有效的被动除冰方法，在相关领域的防冰和疏冰应用中具有极大潜力。超疏水表面是指水在其表面静态接触角大于150°而滚动角小于10°的表面。自然中的许多生物在漫长的进化过程中进化出了各种超疏水表面，如荷叶表面，绚丽多姿的玫瑰花瓣和蝴蝶翅膀等。液滴在超疏水表面上的特殊浸润行为，使得超疏水表面具备液滴操纵、防污、油水分离、图案化、自清洁、抗腐蚀和减阻等多种功能，具有极高的研究价值和应用意义。并且由于超疏水表面能够排斥液滴，表面气穴具有热障作用，超疏水表面在抗结冰领域也被广泛应用。
2、为此，中国专利技术专利申请cn115161992a公开了一种用于防结冰和光热除冰的超疏水织物的制备方法，该方法包括以下步骤：首先使用对织物进行预处理，其次将经过预处理的织物浸泡在含镍的活化液中，再
3、又例如中国专利技术专利申请cn115637131a公开了一种仿鳞片超疏水防结冰表面，包括基底和若干鳞片。鳞片为超疏水材料，背部设有黏贴层，通过黏贴层可将鳞片粘贴在基底表面，可降低结冰范围和结冰处的冰黏附强度。该方法虽然因其可变形性，可以一定程度上克服超疏水表面寿命差的问题，但该方法要求基底材料为疏水材料(接触角大于90°)，适用性不广，并且外加的黏附鳞片，也容易在外力如强风等作用下脱落，不能具备较好的环境适应性。
4、综上，虽然目前已公开有多种方法可用于制备具备超疏水性的多功能抗结冰织物，但基本都是通过自下而上(以基材为“下”，通过外来物质构建起粗糙结构)的方法实现的。因此，结合在基底材料表面的疏水性物质很容易丢失，使得这些材料表面耐久性不佳，不能够适应环境中的磨损摩擦从而环境适应性不佳等。
5、同时上述赋予材料表面疏水性能的工艺方式，即自下而上的方法，在洗涤和使用过程中其表面的疏水性物质极易损失，从而造成疏水性能下降或消失。此外，在处理过程中，在赋予材料表面疏水功能性的同时，外来疏水性颗粒容易导致基底材料本身性质的变化，也会影响材料的固有颜色，透气透湿率和表面纹理等性质。超疏水表面的自清洁、抗油污、防霜防冰等特点虽然扩大了材料的适用范围，并在一定程度上满足了材料在防护服、雨棚、家用装饰品、建筑与文物等领域中对防污、抗菌等的性能需求。但是，当材料应用于室外时，需经受冰天雪地、紫外照射、温度变化、风吹雨淋等气候的考验，材料的环境适应性也极为重要。因此，发展环境适应性、高耐候、高耐久且性能稳定的超疏水表面仍具有挑战并具重要应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述现有技术中的问题，提供一种环境适应性高耐久超疏水材料的制备方法，该制备方法通过自上而下的方式在材料表面构建粗糙结构，不仅具有良好的疏水性能，还具有极佳的耐用性和环境适应性，经过处理的基底材料表面在经过机械磨损、耐紫外、耐高温、耐腐蚀、洗涤测试后依旧能够保持超疏水性。
2、为实现上述目的，本专利技术是采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。
3、本专利技术提供了一种环境适应性高耐久超疏水材料的制备方法，主要包括以下步骤：
4、(1)使用表面处理法在基底材料表面构建粗糙结构；
5、(2)利用低表面能修饰剂对步骤(1)表面构建粗糙结构后的基底材料表面进行低表面能修饰处理。
6、进一步地，上述制备方法主要包括以下步骤：
7、(1)使用表面处理法，具体为通过本体法、氢键和静电共同作用在基底材料表面构建粗糙结构；
8、(2)利用低表面能修饰剂对步骤(1)表面构建粗糙结构后的基底材料表面进行低表面能修饰处理。
9、在本文中，步骤(1)中所述基底材料为需要表面赋予环境适应性、高耐久、超疏水性、多功能性的基底材料；步骤(1)中所述基底材料为聚酰胺、聚酰亚胺或聚酯类材料，或是聚酰胺、聚酰亚胺和聚酯类材料其中至少任意两种的混纺材料，或是基于聚酰胺、聚酰亚胺或聚酯类材料并包含棉、麻、羊毛、丝绸、木材、玻纤其中任意一种或多种的混纺材料。
10、进一步具体而言，步骤(1)中所述表面处理法是利用包含质子供体的表面处理液对基底材料进行表面粗糙化处理。
11、在其中一种技术方案中，为了充分保障步骤(1)中所述表面处理法的处理效果，以构建具有足够超疏水性能的表面粗糙结构，步骤(1)中所述表面处理法是利用包含质子供体的表面处理液对基底材料进行表面粗糙化处理，所述包含质子供体的表面处理液的ph值范围为9.0～13.8，且其中质子供体的质量浓度范围为1.0～20.0wt％。
12、在其中一种技术方案中，所述质子供体选择包括水、甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、异戊醇、叔戊醇、仲异戊醇、新戊醇、环己六醇、苯甲醇中的至少一种。
13、在本文中，所述包含质子供体的表面处理液，其溶剂为水或有机溶剂中的至少一种。
14、在本文中，步骤(2)所述低表面能修饰剂为本
中，赋予基底材料表面低表面能的功能试剂，主要是由低表面能物质构成，本领域技术人员可通过本领域常规工艺或文献记载，并根据基底材料的不同选择适宜的低表面能修饰剂，其来源可以为市售也可以是根据现有技术中所公开的低表面能修饰剂。所述低表面能修饰处理的方式可根据具体选择的低表面能修饰剂，参照本
常规工艺或现有技术文献进行相应低表面能修饰处理。
15、在其中一种技术方案中，步骤(2)所述低表面能修饰剂为聚二甲基硅氧烷、氟碳表面活性剂、(ch3o)3si(ch2)2(cf2)ncf3、(ch3ch2o)3si(ch2)2(cf2)ncf3、cl3si(ch2)2(cf2)ncf3、含氮正离子类硅烷偶联剂中的任意一种，其中n≥3。
16、本专利技术的主要专利技术点在于所述包含质子供体的表面处理液中所具有的质子供体，在ph值≥9.0的处理液体系中，经对比试验证实了当基底材料选本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环境适应性高耐久超疏水材料的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤：
2.一种环境适应性高耐久超疏水材料的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤：
3.根据权利要求1或2所述制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述基底材料为聚酰胺、聚酰亚胺或聚酯类材料，或是聚酰胺、聚酰亚胺和聚酯类材料其中至少任意两种的混纺材料，或是基于聚酰胺、聚酰亚胺或聚酯类材料并包含棉、麻、羊毛、丝绸、木材、玻纤其中任意一种或多种的混纺材料。
4.根据权利要求1或2所述制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述表面处理法是利用包含质子供体的表面处理液对基底材料进行表面粗糙化处理。
5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于：所述包含质子供体的表面处理液的pH值范围为9.0～13.8，且其中质子供体的质量浓度范围为1.0～20.0wt％。
6.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于：所述质子供体选择包括水、甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、异戊醇、叔戊醇、仲异戊醇、新戊醇、环己六醇、
7.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于：所述表面粗糙化处理为将包含质子供体的表面处理液涂覆于基底材料表面，并于15～75℃温度条件下静置3h～6h；或为将包含质子供体的表面处理液涂覆于基底材料表面，并于75～200℃温度条件下静置5min～3h；或为将基底材料浸没于包含质子供体的表面处理液中，并于15～75℃温度条件下静置或伴随搅拌2h～4h；或为将基底材料浸没于包含质子供体的表面处理液中，并于75～200℃温度条件下静置或伴随搅拌1min～2h。
8.根据权利要求1或2所述制备方法，其特征在于：步骤(2)所述低表面能修饰剂为聚二甲基硅氧烷、氟碳表面活性剂、(CH3O)3Si(CH2)2(CF2)nCF3、(CH3CH2O)3Si(CH2)2(CF2)nCF3、Cl3Si(CH2)2(CF2)nCF3、含氮正离子类硅烷偶联剂中的任意一种，其中n≥3。
9.根据权利要求1～9任一项所述一种环境适应性高耐久超疏水材料的制备方法所制备得到的环境适应性高耐久超疏水材料。
10.根据权利要求9所述的一种环境适应性高耐久超疏水材料应用于抗菌防护服、抗结冰防护服、阻燃防护服、防污防护服、耐紫外防护服、隔热防护服、建材、车辆制造材料、航空航天材料领域。
...【技术特征摘要】
1.一种环境适应性高耐久超疏水材料的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤：
2.一种环境适应性高耐久超疏水材料的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤：
3.根据权利要求1或2所述制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述基底材料为聚酰胺、聚酰亚胺或聚酯类材料，或是聚酰胺、聚酰亚胺和聚酯类材料其中至少任意两种的混纺材料，或是基于聚酰胺、聚酰亚胺或聚酯类材料并包含棉、麻、羊毛、丝绸、木材、玻纤其中任意一种或多种的混纺材料。
4.根据权利要求1或2所述制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述表面处理法是利用包含质子供体的表面处理液对基底材料进行表面粗糙化处理。
5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于：所述包含质子供体的表面处理液的ph值范围为9.0～13.8，且其中质子供体的质量浓度范围为1.0～20.0wt％。
6.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于：所述质子供体选择包括水、甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、异戊醇、叔戊醇、仲异戊醇、新戊醇、环己六醇、苯甲醇中的至少一种。
7.根据权利要求4所述制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉忠，李金乐，王芳，宋飞，郭美琳，李春波，孙仁义，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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