后，令溶劑中的碳納米管均勻分散。
[0056]進(jìn)一步地，所述步驟二中將所述第一混合溶液噴涂至基底材料I上，再將所述基底材料I加熱，具體為:將噴涂有所述第一混合溶液的基底材料I放入恒溫箱中，以180-380°C加熱10-60分鐘后，所述丙烯酸樹脂分解且所述全氟樹脂融化，取出，所述基底材料I上形成第一薄膜層2。
[0057]進(jìn)一步地，所述步驟三中將所述第二混合溶液噴涂至加熱后的噴涂有所述第一混合溶液的基底材料I上，再將所述基底材料I加熱，制成超疏水復(fù)合薄膜，具體為:在噴涂有所述第一混合溶液并加熱之后的基底材料I上，再噴涂第二混合溶液，然后將噴涂有所述第二混合溶液的基底材料I放入恒溫箱中，以180-380°C加熱10-60分鐘后，所述丙烯酸樹脂分解且所述全氟樹脂融化，所述基底材料I上形成第二薄膜層3，將所述基底材料I從所述恒溫箱中取出并晾干降溫后，所述超疏水復(fù)合薄膜制備完成。
[0058]其中，碳納米管分散液中，各碳納米管由丙烯酸樹脂均勻分散后，則在與全氟樹脂溶液混合后噴涂在基底材料I上并加熱的時候，不容易發(fā)生沉底，從而令加熱后形成的第一薄膜層2中的碳納米管和全氟樹脂分布均勻，不易形成結(jié)團(tuán)或薄弱部位，第一薄膜層2優(yōu)選5微米以上，以保證對基底材料I的保護(hù)；
[0059]此外，由于丙烯酸樹脂具有一定的親水特性，因此，加熱過程中的溫度，優(yōu)選大于丙烯酸樹脂分解的溫度，使丙烯酸樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)在加熱過程中分解，從而令第一薄膜層2和第二薄膜層3中只剩下碳納米管與融化的全氟樹脂；
[0060]同時，由于全氟樹脂在全氟樹脂分散液中以納米顆粒的形式存在，因此，將該全氟樹脂納米顆粒熔融并包裹在碳納米管上，能夠令形成的薄膜層疏水效果更佳；
[0061]因此，在恒溫箱中的加熱溫度，優(yōu)選介于丙烯酸樹脂的分解溫度與全氟樹脂的分解溫度之間，即加熱后丙烯酸樹脂分解，而全氟樹脂融化并與碳納米管均勻混合，形成薄膜層O
[0062]具體地，作為優(yōu)選，所述步驟二中的第一質(zhì)量比、所述步驟三中的第二質(zhì)量比分別為 1/4-1/9 和 4/1-9/1。
[0063]其中，第一混合溶液中碳納米管與全氟樹脂的質(zhì)量比為1/4-1/9，則在加熱融化后，第一薄膜層2中全氟樹脂所占比例在75 %以上，能夠在基底材料I表面形成致密的一層保護(hù)膜，從而保證基底材料I不受酸堿液體的侵襲。
[0064]而第二混合溶液中碳納米管與全氟樹脂的質(zhì)量比為4/1-9/1，則在加熱融化后，第二薄膜層3中碳納米管所占的比例在75%以上，能夠在第一薄膜層2的外表面再形成一層超疏水薄膜層，從而保證超疏水復(fù)合薄膜的超疏水性能。
[0065]作為優(yōu)選，所述全氟樹脂分散液中的溶質(zhì)為聚四氟乙烯、全氟烷氧基樹脂或氟化乙烯丙烯共聚物。優(yōu)選全氟烷氧基樹脂分散液，該分散液可直接購得，使用較為方便。
[0066]作為優(yōu)選，所述基底材料I為鋁箔、硅片或?qū)щ姴ＡВ撞牧螴的選擇可根據(jù)該超疏水復(fù)合薄膜的用途而定。
[0067]此外，如圖2所示，第一薄膜層2中，由于全氟樹脂含量較多，碳納米管完全浸沒在全氟樹脂當(dāng)中，使第一薄膜層2結(jié)構(gòu)致密，液體不易穿透第一薄膜層2而與基底材料I直接接觸，起保護(hù)基底材料I的作用。
[0068]如圖3所示，第二薄膜層3中，由于碳納米管含量較多，第二薄膜層3在第一薄膜層2之上表現(xiàn)為一層多孔結(jié)構(gòu)，截面為密集分布的突起，當(dāng)液體與該多孔結(jié)構(gòu)接觸時，孔中留存的氣泡，能夠減小固液接觸面積，從而使得液體維持原本的球形，很容易從第二薄膜層3表面滾動下來，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測出，液體在本發(fā)明的超疏水復(fù)合薄膜表面的穩(wěn)定接觸角為154°，滾動接觸角小于3°，因此本發(fā)明的超疏水復(fù)合薄膜具有很好的超疏水穩(wěn)定性。
[0069]如圖4、圖5和圖6所示，第二薄膜層3的表面密布有突起，這些突起的高度可達(dá)10微米以上，平均為10-16微米，直徑為50-120微米，每兩個突起的間距為100-250微米，且分布較為均勻，經(jīng)計(jì)算可知，本發(fā)明的超疏水復(fù)合薄膜的表面粗糙度為4.75微米，因此該超疏水復(fù)合薄膜具有較高的超疏水穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。
[0070]圖7為鹽水在超疏水復(fù)合薄膜表面的穩(wěn)定接觸角隨時間的變化圖；圖8為液體在超疏水復(fù)合薄膜表面的穩(wěn)定接觸角隨液體酸堿度的變化圖；圖9為超疏水復(fù)合薄膜表面的穩(wěn)定接觸角隨紫外線照射時間的變化圖；由該三個圖可知，本發(fā)明的超疏水復(fù)合薄膜的超疏水性能不會隨與鹽水接觸時間的變化而變化；當(dāng)與酸堿液接觸或接受紫外線的長時間照射時，超疏水復(fù)合薄膜表面的穩(wěn)定接觸角均大于150°，因此本發(fā)明的超疏水復(fù)合薄膜的超疏水性能能夠不受酸堿度和紫外線長時間照射的影響。綜上所述，本發(fā)明的超疏水復(fù)合薄膜較為穩(wěn)定。
[0071]實(shí)施例二
[0072]本發(fā)明又一實(shí)施例提供了一種超疏水復(fù)合薄膜的制備方法，所述制備方法包括:
[0073]將直徑為10-20納米，長度為50-70微米，純度大于或等于99 %的多壁碳納米管用濃硝酸浸泡10小時，再用去離子水反復(fù)沖洗，直到?jīng)_洗多壁碳納米管后的去離子水的pH =7 ；
[0074]將Ig多壁碳納米管、Ig丙烯酸樹脂(分子量■ = 15000)加入10ml去離子水中，超聲分散500分鐘，制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %的多壁碳納米管分散液；
[0075]將在基底材料I上噴涂多壁碳納米管分散液與全氟烷氧基樹脂(PFA)分散液的混合液，其中多壁碳納米管與PFA的質(zhì)量比為1:3，將該基底材料I放入恒溫箱中，以350°C加熱30分鐘，形成5微米以上厚度的第一薄膜層2 ;
[0076]然后，以此第一薄膜層2為基底，噴涂多壁碳納米管分散液與PFA分散液的混合液，其中該混合液中多壁碳納米管與PFA的質(zhì)量比為4:1，將該基底材料I放入恒溫箱中，以350°C加熱30分鐘，形成超疏水復(fù)合薄膜的第二薄膜層3，取出晾干后，超疏水復(fù)合薄膜制備完成。
[0077]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超疏水復(fù)合薄膜，其特征在于，所述超疏水復(fù)合薄膜包括:基底材料、第一薄膜層和第二薄膜層，所述基底材料、所述第一薄膜層、所述第二薄膜層依次貼合設(shè)置，所述第一薄膜層、所述第二薄膜層的材料均為碳納米管與全氟樹脂，且所述第一薄膜層中的全氟樹脂含量大于70 %，所述第二薄膜層中的碳納米管含量大于70 %。
2.一種權(quán)利要求1所述的超疏水復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括: 步驟一:將碳納米管與等質(zhì)量的丙烯酸樹脂均勻混合，并將混合的碳納米管與丙烯酸樹脂加入至定量去離子水中，制成碳納米管分散液； 步驟二:將所述碳納米管分散液與全氟樹脂分散液按第一質(zhì)量比混合，制成第一混合溶液，將所述第一混合溶液噴涂至基底材料上，再將所述基底材料加熱； 步驟三:將所述碳納米管分散液與全氟樹脂分散液按第二質(zhì)量比混合，制成第二混合溶液，將所述第二混合溶液噴涂至加熱后的噴涂有所述第一混合溶液的基底材料上，再將所述基底材料加熱，制成超疏水復(fù)合薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超疏水復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟一:將碳納米管與等質(zhì)量的丙烯酸樹脂均勻混合，并將混合的碳納米管與丙烯酸樹脂加入至定量去離子水中，制成碳納米管分散液，具體包括: 將碳納米管用濃硝酸溶液浸泡10小時， 用去離子水清洗所述碳納米管上的硝酸， 將0.1-0.5g清洗后的碳納米管與等質(zhì)量的丙烯酸樹脂混合，將混合的碳納米管與丙烯酸樹脂加入至10mL的去離子水中，制成混合溶液， 將所述混合溶液超聲分散300-600分鐘，制成濃度為0.1 % -0.5%的碳納米管分散液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超疏水復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟二中將所述第一混合溶液噴涂至基底材料上，再將所述基底材料加熱，具體為:將噴涂有所述第一混合溶液的基底材料放入恒溫箱中，以180-380°C加熱10-60分鐘后，取出，所述基底材料上形成第一薄膜層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超疏水復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟三中將所述第二混合溶液噴涂至加熱后的噴涂有所述第一混合溶液的基底材料上，再將所述基底材料加熱，制成超疏水復(fù)合薄膜，具體為:在噴涂有所述第一混合溶液并加熱之后的基底材料上，再噴涂第二混合溶液，然后將噴涂有所述第二混合溶液的基底材料放入恒溫箱中，以180-380°C加熱10-60分鐘后，取出，所述基底材料上形成第二薄膜層，晾干降溫后，所述超疏水復(fù)合薄膜制備完成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超疏水復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟二中的第一質(zhì)量比、所述步驟三中的第二質(zhì)量比分別為1/4-1/9和4/1-9/1。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項(xiàng)所述的超疏水復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，所述全氟樹脂分散液中的溶質(zhì)為聚四氟乙烯、全氟烷氧基樹脂或氟化乙烯丙烯共聚物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超疏水復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，所述基底材料為鋁箔、硅片或?qū)щ姴ＡА?br>【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超疏水復(fù)合薄膜及制備方法，所述超疏水復(fù)合薄膜包括基底材料、第一薄膜層和第二薄膜層。本發(fā)明通過在基底材料上依次噴涂第一混合溶液和第二混合溶液，且該兩種混合溶液分別由碳納米管分散溶液與全氟樹脂分散液按照不同比例混合而成，每噴涂完一層混合溶液則加熱一段時間，從而在基底材料上分別形成全氟樹脂含量占70％以上的第一薄膜層與碳納米管含量占70％以上的第二薄膜層，第一薄膜層在基底材料表面形成致密的保護(hù)結(jié)構(gòu)，將基底材料與酸堿液體等物質(zhì)隔離開，增強(qiáng)本發(fā)明的超疏水復(fù)合薄膜的耐酸堿腐蝕能力；同時，第二薄膜層則在第一薄膜層之上形成一層主要由碳納米管組成的密集分布的突起，令超疏水復(fù)合薄膜具有超疏水性。
【IPC分類】B32B15-082, B32B33-00, B32B17-10, B05D1-38, B32B9-04, B32B27-20, B32B15-08
【公開號】CN104608438
【申請?zhí)枴緾N201410856683
【發(fā)明人】王可為, 葛小玲, 徐秀萍, 崔映紅
【申請人】國核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院, 國核（北京）核電常規(guī)島及電力工程研究中心有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月31日