專利名稱：一種超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及
背景技術(shù)：
由于受到荷葉效應(yīng)的啟發(fā)，近年來(lái)，與水的接觸角大于150°的超疏水高分子薄膜的制備和研究引起了業(yè)內(nèi)的廣泛興趣。由于液體在超疏水薄膜上的接觸面積非常小，可以有效地抑制表面氧化、腐蝕、霜凍、電流傳導(dǎo)等現(xiàn)象；因此，超疏水薄膜在室外天線、外墻涂料、輪船、生物醫(yī)療器械、微流體、汽車擋風(fēng)玻璃等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。要使超疏水薄膜在實(shí)際工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中得到真正使用，超疏水薄膜的制備是關(guān)鍵和基礎(chǔ)?，F(xiàn)有技術(shù)中制備超疏水薄膜的技術(shù)主要有以下幾種如溶膠-凝膠法、 氟化涂層法、化學(xué)氣相沉積法、電化學(xué)沉積法、聚電解質(zhì)交替沉積法、陽(yáng)極氧化法、機(jī)械拉伸法、等離子體法、化學(xué)蝕刻法、靜電紡紗法等。然而這些方法要么使用昂貴的材料如表面能極低的氟化硅氧烷，要么需要特殊的加工設(shè)備如等離子加工設(shè)備或復(fù)雜的工藝過(guò)程，成本較高，難以產(chǎn)業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，提供一種簡(jiǎn)單方便、成本較低的超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法。本發(fā)明的上述目的可通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法，該制備方法包括以下步驟(1)稱取一定量的聚甲基丙烯酸甲酯粒料，將其溶解于有機(jī)溶劑中，形成濃度為 l-100mg/ml的聚甲基丙烯酸甲酯溶液；(2)在上述的聚甲基丙烯酸甲酯溶液中加入一定量的甲醇進(jìn)行充分?jǐn)嚢?；然后流延于基底上，在相?duì)濕度為65 85%的條件下干燥得到超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜。本發(fā)明采用聚甲基丙烯酸甲酯粒料作為原材料，通過(guò)溶解到有機(jī)溶劑中形成均勻的溶液，然后加入甲醇誘導(dǎo)溶液中的聚甲基丙烯酸甲酯發(fā)生微相分離從而形成類荷葉等天然超疏水表面的納米結(jié)構(gòu)，再在相對(duì)濕度為65 85%的環(huán)境下干燥揮發(fā)有機(jī)溶劑，另外本發(fā)明采用流延方法，可以制備大面積的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜。在上述超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法中，步驟(1)中溶解時(shí)的溫度為 10 100°C。在上述的超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法中，步驟(1)中所述的有機(jī)溶劑為二甲苯、甲苯、苯、四氫呋喃、三氯甲烷中的一種或多種。在上述的超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法中，步驟(2)中甲醇的添加量為有機(jī)溶劑體積的1/10 1/3。在上述的超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法中，步驟(2)中所述的基底為玻璃、陶瓷、金屬、硅晶片中的一種。在上述的超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法中，步驟(2)中干燥時(shí)的相對(duì)濕度為70 80%。本發(fā)明中相對(duì)濕度非常重要，在上述相對(duì)濕度的條件下可以進(jìn)一步誘導(dǎo)微相分離形成類似荷葉表面納米結(jié)構(gòu)，而其它的相對(duì)濕度條件下難以獲得超疏水表面。在上述的超 疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法中，步驟(2)中干燥時(shí)的溫度為15-30°C，干燥時(shí)間為10-30小時(shí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法工藝流程簡(jiǎn)單、重現(xiàn)性好、無(wú)需任何昂貴設(shè)備、也不需要復(fù)雜的化學(xué)處理過(guò)程，成本較低，具有很好的工業(yè)化應(yīng)用前景，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1、實(shí)施例1獲得的超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜表面與水的接觸角測(cè)試圖。圖2、實(shí)施例2獲得的超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜表面與水的接觸角測(cè)試圖。圖3、實(shí)施例3獲得的超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜表面與水的接觸角測(cè)試圖。
具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1首先，稱取0.001克聚甲基丙烯酸甲酯粒料于50°C溶解于Iml 二甲苯中，形成濃度為lmg/ml的聚甲基丙烯酸甲酯溶液；然后往聚甲基丙烯酸甲酯溶液中加入0. Iml甲醇；采用流延法將添加了甲醇的聚甲基丙烯酸甲酯溶液流布在基底上，在相對(duì)濕度為75 %，溫度為25°C的大氣環(huán)境下干燥10小時(shí)，所得白色薄膜即為超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，該超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜表面與水的接觸角測(cè)試圖如圖1所示，用0CA20接觸角測(cè)試儀測(cè)試該薄膜表面的潤(rùn)濕性，結(jié)果表明該薄膜與水的接觸角為151 士2°。實(shí)施例2首先，稱取0. 3克聚甲基丙烯酸甲酯粒料于60°C溶解于IOml四氫呋喃中，形成濃度為30mg/ml的聚甲基丙烯酸甲酯溶液；然后往聚甲基丙烯酸甲酯溶液中加入3ml甲醇； 采用流延法將添加甲醇的聚甲基丙烯酸甲酯溶液流布在基底上，在相對(duì)濕度為65%，溫度為20°C的大氣環(huán)境下干燥24小時(shí)，所得白色薄膜即為超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，該超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜表面與水的接觸角測(cè)試圖如圖2所示，用0CA20接觸角測(cè)試儀測(cè)試該薄膜表面的潤(rùn)濕性，結(jié)果表明該薄膜與水的接觸角為153士 1.8°。實(shí)施例3首先，稱取10克聚甲基丙烯酸甲酯粒料于70°C溶解于IOOml三氯甲烷中，形成濃度為100mg/ml的聚甲基丙烯酸甲酯溶液；然后往聚甲基丙烯酸甲酯溶液中加入20ml甲醇； 采用流延法將添加甲醇的聚甲基丙烯酸甲酯溶液流布在基底上，在相對(duì)濕度為85 %，溫度為20°C的大氣環(huán)境下干燥30小時(shí)，所得白色薄膜即為超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，該超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜表面與水的接觸角測(cè)試圖如圖3所示，用0CA20接觸角測(cè)試儀測(cè)試該薄膜表面的潤(rùn)濕性，結(jié)果表明該薄膜與水的接觸角為156士 1.8°。
實(shí)施例4首先，稱取0.5克聚甲基丙烯酸甲酯粒料于20°C溶解于IOml三氯甲烷和二甲苯的混合溶劑，其中三氯甲烷和二甲苯體積比為5 5，從而形成濃度為50mg/ml的聚甲基丙烯酸甲酯溶液；然后往聚甲基丙烯酸甲酯溶液中加入2ml甲醇；采用流延法將添加甲醇的聚甲基丙烯酸甲酯溶液流布在基底上，在相對(duì)濕度為70%，溫度為20°C的大氣環(huán)境下干燥24 小時(shí)，所得白色薄膜即為超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜。用0CA20接觸角測(cè)試儀測(cè)試該薄膜表面的潤(rùn)濕性，結(jié)果表明該薄膜與水的接觸角 為154士 1.8°。實(shí)施例5首先，稱取0.3克聚甲基丙烯酸甲酯粒料于80°C溶解于IOml 二甲苯、甲苯、苯混合溶劑中，其中三者的體積比為5 3 2，形成濃度為30mg/ml的聚甲基丙烯酸甲酯溶液； 然后往聚甲基丙烯酸甲酯溶液中加入1. 5ml甲醇；采用流延法將添加甲醇的聚甲基丙烯酸甲酯溶液流布在基底上，在相對(duì)濕度為80%，溫度為20°C的大氣環(huán)境下干燥24小時(shí)，所得白色薄膜即為超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜。用0CA20接觸角測(cè)試儀測(cè)試該薄膜表面的潤(rùn)濕性，結(jié)果表明該薄膜與水的接觸角為155士 1.8°。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以下步驟(1)稱取一定量的聚甲基丙烯酸甲酯粒料，將其溶解于有機(jī)溶劑中，形成濃度為 l-100mg/ml的聚甲基丙烯酸甲酯溶液；(2)在上述的聚甲基丙烯酸甲酯溶液中加入一定量的甲醇進(jìn)行充分?jǐn)嚢?；然后流延于基底上，在相?duì)濕度為65 85%的條件下干燥得到超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中溶解時(shí)的溫度為10 100°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述的有機(jī)溶劑為二甲苯、甲苯、苯、四氫呋喃、三氯甲烷中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法，其特征在于，步驟O)中甲醇的添加量為有機(jī)溶劑體積的1/10 1/3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法，其特征在于，步驟O)中所述的基底為玻璃、陶瓷、金屬、硅晶片中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法，其特征在于，步驟O)中干燥時(shí)的相對(duì)濕度為70 80%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法，其特征在于，步驟O)中干燥時(shí)的溫度為15-30°C，干燥時(shí)間為10-30小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法，屬于超疏水薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的超疏水薄膜的制備成本過(guò)高的問(wèn)題。本超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法包括以下步驟(1)稱取一定量的聚甲基丙烯酸甲酯粒料，將其溶解于有機(jī)溶劑中，形成濃度為1-100mg/ml的聚甲基丙烯酸甲酯溶液；(2)在上述的聚甲基丙烯酸甲酯溶液中加入一定量的甲醇進(jìn)行充分?jǐn)嚢?；然后流延于基底上，在相?duì)濕度為65～85％的條件下干燥得到超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的超疏水聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的制備方法工藝流程簡(jiǎn)單、重現(xiàn)性好、無(wú)需任何昂貴設(shè)備、也不需要復(fù)雜的化學(xué)處理過(guò)程，成本較低，具有很好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08J5/18GK102153769SQ20111005882
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者吳軍良, 張惠萍, 徐訓(xùn)蒙, 王許南, 袁志慶 申請(qǐng)人:昌源集團(tuán)有限公司