【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超疏水材料，具体涉及一种柔性微结构超疏水材料及其制备方法。
技术介绍
1、超疏水材料具有很多优异的性能，例如自清洁、防腐蚀以及减小流动阻力等等，这些性能得益于其具有超疏水表面。所谓超疏水表面指的是与水的接触角大于150°且滚动角小于10°的一类材料表面。通过研究发现超疏水表面所具备的关键因素有两点：一是要具备一定尺度的微纳米复合粗糙结构，二是在已经具备一定粗糙度的基础上修饰有低表面能的物质，以降低材料的表面能。由此可见，制备超疏水表面通常需要提高表面粗糙度和降低表面能。
2、目前已有气相沉积法、化学刻蚀法、溶胶凝胶法、静电纺丝法、层层自组装法、喷涂法等多种构造超疏水表面的方法。其中，喷涂法中通过将超疏水材料溶解在适当的溶剂中，并通过喷雾喷涂到物体表面来制备超疏水涂层。目前通过简单的喷涂法获得的超疏水材料通常存在耐久性不佳，在应用过程中表面结构容易脱落导致其超疏水性遭到破坏的缺陷。因此，如何获得一种耐久性优良的超疏水材料是具有市场价值的研发方向。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决喷涂法制备的超疏水材料耐久性不佳，涂层易脱落的问题，提供一种柔性微结构超疏水材料及其制备方法，该方法通过在基底材料上喷涂羧基化碳纳米管分散液，羧基化碳纳米管形成纳米级绒毛状纳米结构覆盖在基底材料上，氨丙基封端聚二甲基硅氧烷在表面形成低表面能层，构造出超疏水表面，并且通过组分间的化学键连接提高超疏水表面在基底材料的附着能力，提高超疏水材料耐久牢度。
2、为实现上
3、一种柔性微结构超疏水材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
4、步骤1、将基底材料置于等离子清洗机中处理；
5、步骤2、步骤1处理后的基底材料浸泡于肌醇1，5-二磷酸溶液中30～60min，备用；
6、步骤3、将羧基化碳纳米管分散于氨丙基封端聚二甲基硅氧烷中，升温至40～50℃后添加二羟基甲基丙酮，制备碳纳米管分散液；
7、步骤4、取出步骤2浸泡后的基底材料，在其表面喷涂步骤3制备的碳纳米管分散液，干燥；
8、步骤5、将步骤4干燥后的产物在常压，温度110～120℃条件下热处理1～1.5h，冷却后获得柔性微结构超疏水材料。
9、进一步地，步骤1中，所述基底材料为聚酯纤维布料、有机硅、pi薄膜或pet薄膜中的一种。
10、进一步地，步骤1中，采用氧等离子体处理，处理时间为5～10min，功率为100～200w，气压为0.1～0.3pa，气体流量为20～50sccm，基底材料与等离子体源的距离为5～10cm。
11、进一步地，步骤2中，所述肌醇1，5-二磷酸溶液中，肌醇1，5-二磷酸与纯水的体积比为1：70～90。
12、进一步地，步骤3中，分散方式采用超声波分散仪进行超声分散，超声功率为100～150w，超声处理时间为30～60min，超声频率为20～40khz，分散温度控制在40～50℃，分散介质为乙醇或去离子水，乙醇或去离子水用于将羧基化碳纳米管、氨丙基封端聚二甲基硅氧烷、二羟基甲基丙酮溶解并均匀分散，搅拌速度为200～500rpm，超声波探头直径为5～10mm，采用间歇超声模式，超声工作5分钟，休息2分钟，循环进行，直到分散完成。
13、进一步地，步骤3中，羧基化碳纳米管、氨丙基封端聚二甲基硅氧烷、二羟基甲基丙酮与分散介质的质量体积比为1g：70～80g：0.01～0.015g：50～100ml。
14、进一步地，步骤3中，所述羧基化碳纳米管直径为10～200nm。
15、进一步地，步骤4中，所述喷涂的压强为0.3～0.4mpa，厚度为0.5～1mm。
16、进一步地，步骤4中，所述干燥的温度为40～100℃，时间为2～4h。
17、一种柔性微结构超疏水材料，采用上述任意一项所述制备方法制得。
18、与现有技术相比，本专利技术的优异特点在于：
19、1、本专利技术的柔性微结构超疏水材料，先对基底材料进行氧等离子冲击使得基底材料表面带有羟基，随后浸泡于肌醇1，5-二磷酸溶液中，使得肌醇1，5-二磷酸同基底材料中的羟基作用，将肌醇1，5-二磷酸固定在基底材料的表面；并且，羧基化碳纳米管分散于氨丙基封端聚二甲基硅氧烷中，羧基化碳纳米管上的羧基在催化剂作用下可以与氨丙基封端聚二甲基硅氧烷中的氨基缩合使得羧基化碳纳米管周围紧密连接有氨丙基封端聚二甲基硅氧烷，最后通过喷涂方式将分散液喷涂在基底材料上，又利用氨丙基封端聚二甲基硅氧烷的氨基能够与肌醇1，5-二磷酸的磷酸基团缩合，从而使羧基化碳纳米管沉积在柔性基底表面时其周围连接的氨丙基封端聚二甲基硅氧烷通过与肌醇1，5-二磷酸的化学键结合将其固定在基底上；由此可见，本专利技术利用多个化学键将结构之间紧密结合，提高了超疏水材料耐久牢度。
20、2、本专利技术的柔性微结构超疏水材料，利用碳纳米管形成纳米级绒毛状纳米结构沉积在基底材料表面，同时氨丙基封端聚二甲基硅氧烷具有低表面能，从而构造了超疏水表面。
21、3、本专利技术的柔性微结构超疏水材料利用了氨丙基封端聚二甲基硅氧烷作为柔性聚合物增强了结构强度，为材料带来了极好的柔性，能够承受各种变形，并在室温下恢复其原始形状，能够更好的应用到实际生活中。
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1.一种柔性微结构超疏水材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的柔性微结构超疏水材料的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述基底材料为聚酯纤维布料、有机硅、PI薄膜或PET薄膜中的一种。
3.根据权利要求1所述的柔性微结构超疏水材料的制备方法，其特征在于：步骤1中，采用氧等离子体处理，处理时间为5～10min，功率为100～200W，气压为0.1～0.3Pa，气体流量为20～50sccm，基底材料与等离子体源的距离为5～10cm。
4.根据权利要求1所述的柔性微结构超疏水材料的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述肌醇1，5-二磷酸溶液中，肌醇1，5-二磷酸与纯水的体积比为1：70～90。
5.根据权利要求1所述的柔性微结构超疏水材料的制备方法，其特征在于：步骤3中，分散方式采用超声波分散仪进行超声分散，超声功率为100～150W，超声处理时间为30～60min，超声频率为20～40kHz，分散温度控制在40～50℃，分散介质为乙醇或去离子水，乙醇或去离子水用于将羧基化碳纳米管、氨丙基封端聚二甲基硅氧
6.根据权利要求5所述的柔性微结构超疏水材料的制备方法，其特征在于：步骤3中，羧基化碳纳米管、氨丙基封端聚二甲基硅氧烷、二羟基甲基丙酮与分散介质的质量体积比为1g：70～80g：0.01～0.015g：50～100mL。
7.根据权利要求1所述的柔性微结构超疏水材料的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述羧基化碳纳米管直径为10～200nm。
8.根据权利要求1所述的柔性微结构超疏水材料的制备方法，其特征在于：步骤4中，所述喷涂的压强为0.3～0.4MPa，厚度为0.5～1mm。
9.根据权利要求1所述的柔性微结构超疏水材料的制备方法，其特征在于：步骤4中，所述干燥的温度为40～100℃，时间为2～4h。
10.一种柔性微结构超疏水材料，其特征在于：采用1～9任意一项所述制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种柔性微结构超疏水材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的柔性微结构超疏水材料的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述基底材料为聚酯纤维布料、有机硅、pi薄膜或pet薄膜中的一种。
3.根据权利要求1所述的柔性微结构超疏水材料的制备方法，其特征在于：步骤1中，采用氧等离子体处理，处理时间为5～10min，功率为100～200w，气压为0.1～0.3pa，气体流量为20～50sccm，基底材料与等离子体源的距离为5～10cm。
4.根据权利要求1所述的柔性微结构超疏水材料的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述肌醇1，5-二磷酸溶液中，肌醇1，5-二磷酸与纯水的体积比为1：70～90。
5.根据权利要求1所述的柔性微结构超疏水材料的制备方法，其特征在于：步骤3中，分散方式采用超声波分散仪进行超声分散，超声功率为100～150w，超声处理时间为30～60min，超声频率为20～40khz，分散温度控制在40～50℃，分散介质为乙醇或去离子水，乙醇或去离子水用于将羧...
【专利技术属性】
技术研发人员：李兆龙，荀梦，杜峻铭，张皓程，王邦旭，王永强，刘广东，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：
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