專利名稱：一種使用聚丙烯片材制備超疏水表面的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用聚丙烯片材制備超疏水表面的新方法，屬材料表面領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超疏水表面是指與水接觸角(WCA)大于150°、滾動角小于10°的表面。具有該特性表面的材料具有防水、防污、減少流體的粘滯、難粘等特性，自然界中最典型的天然超疏水材料就是荷葉。具有這種新型表面的材料將給人們的日常生活帶來便利。如不久的將來，可望普及防污防水的衣服、阻力小的軍艦和導(dǎo)彈外涂層、免洗玻璃和免洗外墻等。要使超疏水表面在實際工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中真正使用，超疏水表面的制備是關(guān)鍵，也是基礎(chǔ)。一般來說，超疏水表面可以通過兩類技術(shù)路線來制備一類是在低表面能的疏水材料表面上構(gòu)建微米-納米級粗糙結(jié)構(gòu)；另外一類路線是用低表面能物質(zhì)在微米-納米級粗糙結(jié)構(gòu)上進行修飾處理。其中，如何制備合適的微米-納米級粗糙結(jié)構(gòu)是實驗研究和理論研究的關(guān)鍵。從制備方法來說，主要有蒸汽誘導(dǎo)相分離法、模板印刷法、電紡法、 溶膠-凝膠法、模板擠壓法、激光和等離子體刻蝕法、拉伸法、腐蝕法以及其它方法。然而， 現(xiàn)有的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)雜的工藝過程，因而成本較高，難以產(chǎn)業(yè)化。因此發(fā)明一種簡單而且成本低的技術(shù)制備超疏水表面是非常有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種簡單而又成本低的方法制備具有超疏水表面性能的聚丙烯片材。本發(fā)明的技術(shù)方案是使用雙螺桿擠出機制備聚丙烯/納米碳酸鈣復(fù)合片材。具體配方為聚丙烯100份、納米碳酸鈣4 16份、馬來酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)2 4份、白礦油0.2份、TAF潤滑劑0.2份。具體工藝為雙螺桿擠出機十段加工溫度為195°C、210°C、 220°C、215°C、210°C、205°C、215°C、205°C和 190°C，喂料頻率為 11Hz，主機頻率為 28Hz。制備出的聚丙烯/納米碳酸鈣復(fù)合片材主要力學(xué)性能為拉伸強度30 35MPa、斷裂伸長率為 50 200%、彎曲強度為；34 41MPa、彎曲模量為1100 1300MPa、缺口沖擊強度為5. 2 8.0KJ/m2。先使用400目粗砂紙打磨聚丙烯片材的表面，再使用600目砂紙精細(xì)打磨表面。 使用乙醇清洗打磨后聚丙烯片材的表面后，將清洗后的試樣放入90°C甲苯中浸泡2 3小時，取出樣品。然后將取出的樣品放在熱水中清洗。最后將清洗干凈的樣品放入烘箱中，烘箱溫度設(shè)為90 100°C，7- 后取出樣品。即可獲得疏水效果良好的聚丙烯片材。當(dāng)納米碳酸鈣含量在10份以上時，所處理表面與水的接觸角在150° 157°之間，水滴在涂層表面的滾動角小于10°，具有超疏水特征。


圖1.聚丙烯/13wt%納米碳酸鈣片材表面與水的接觸角測試圖(157° )。
具體實施例方式
分別使用4份、7份、10份、13份和16份納米碳酸鈣與聚丙烯制備成片材，通過 400目粗砂紙和600目細(xì)砂紙打磨，然后使用乙醇清洗片材，再將清洗后的試樣放入90°C甲苯中浸泡2. 5小時，取出樣品。然后將取出的樣品放在熱水中清洗。最后將清洗干凈的樣品放入烘箱中，烘箱溫度設(shè)為90°C，8h后取出樣品。即可獲得接觸角分別為146°、148°、 152°、157°、154°的聚丙烯片材。
權(quán)利要求
1.一種使用聚丙烯片材制備超疏水表面的新方法。其特征是所處理表面與水的接觸角在150° 157°之間，水滴在涂層表面的滾動角小于10°。
2.一種如權(quán)利要求1所述的超疏水聚丙烯片材的制備方法，其特征為制備步驟包括(1)按照配方稱取相應(yīng)質(zhì)量的聚丙烯、納米碳酸鈣和其它添加劑，經(jīng)雙螺桿擠出機造粒后，由注塑機注射出聚丙烯片材。納米碳酸鈣粒徑為40 lOOnm，納米碳酸鈣填充量為4 16份。(2)先使用400目粗砂紙打磨聚丙烯片材的表面，再使用600目砂紙精細(xì)打磨表面。(3)使用乙醇清洗打磨后聚丙烯片材的表面。(4)將清洗后的試樣放入90°C甲苯中浸泡2 3小時，取出樣品。(5)將取出的樣品放在熱水中清洗。(6)樣品清洗后放入烘箱中，烘箱溫度設(shè)為90 100°C，7 他后取出樣品。
全文摘要
本發(fā)明屬于超疏水表面制備技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種制備超疏水聚丙烯片材的新方法。首先按照配方稱取100質(zhì)量份的聚丙烯、4～16質(zhì)量份粒徑為40～100nm納米碳酸鈣和其它添加劑，經(jīng)雙螺桿擠出機造粒后，由注塑機注射出聚丙烯片材。再通過砂紙打磨、乙醇清洗、甲苯溶脹、水清洗和烘箱干燥等手段，得到有超疏水表面的聚丙烯片材。本發(fā)明提供的方法操作不需要昂貴的設(shè)備、工藝簡單、可控性好、成本低、無需復(fù)雜的化學(xué)處理。
文檔編號B29C47/92GK102229125SQ20111011503
公開日2011年11月2日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者石璞, 袁志慶, 陳洪 申請人:湖南工業(yè)大學(xué)