一种柔性可修复超疏水膜及其制备方法、应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114318936A(43)申请公布日2022.04.12(21)申请号202210051697.X(22)申请日2022.01.17(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410073湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人邢素丽孟芸芸吴楠尹昌平吕家杰(74)专利代理机构长沙国科天河知识产权代理有限公司43225代理人陈俊好(51)Int.Cl.D21H17/34(2006.01)D21H21/16(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图6页(54)发明名称一种柔性可修复超疏水膜及其制备方法、应用(57)摘要本发明公开一种柔性可修复超疏水膜及其制备方法、应用，该制备方法以常见的纸制品为原料，通过浸渍PTFE水性浓缩分散液的稀释液，使PTFE渗入内部孔隙结构并均匀覆盖纸制品表面。经过350～400℃的热处理后，纸制品有机成分被氧化分解而保留灰分骨架提供自支撑作用，使得膜具备良好的力学性能。同时，PTFE在高温时熔融包覆灰分骨架形成整体结构，并在冷却时形成具有微纳二级粗糙状态的结晶结构，进而得到柔性超疏水膜。本发明提供的制备方法工艺简单，制备的柔性可修复超疏水膜具有良好的超疏水性、性能可恢复性、高温耐受性，同时兼具一定的力学性能，在防水防污、防冰、油水分离和智能柔性器件等领域具有广泛的应用空间。CN114318936ACN114318936A权利要求书1/1页1.一种柔性可修复超疏水膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：以PTFE水性浓缩分散液为原料，对所述PTFE水性浓缩分散液进行稀释，得到稀释液；S2：以纸制品为基底，以稀释液为浸渍液，对所述纸制品进行浸渍和干燥，重复浸渍和干燥过程若干次，得到膜坯；S3：对所述膜坯高温处理，之后以0.5～50℃/min的速率降温至室温，得到柔性可修复超疏水膜；所述高温处理为以2～20℃/min的速率从室温升温至350～400℃，保温10min～6h。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述稀释液的浓度为10～40％。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述纸制品为木质或者棉质纤维的纸制品。4.如权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述纸制品为滤纸，打印纸和书写纸中的一种。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述浸渍为常温常压浸渍；所述干燥的温度为45～65℃。6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述浸渍和干燥过程重复2～7次。7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述高温处理为以2～10℃/min的速率从室温升温至375～400℃，保温10min；所述降温的速率为2～5℃/min。8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述高温处理在空气气氛或惰性气氛下进行。9.一种柔性可修复超疏水膜，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到。10.一种柔性可修复超疏水膜的应用，其特征在于，将权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的超疏水膜或者权利要求9所述超疏水膜应用于防水防污、防冰、油水分离和智能柔性器件中。2CN114318936A说明书1/6页一种柔性可修复超疏水膜及其制备方法、应用技术领域[0001]本发明涉及超疏水材料制备技术领域，尤其是一种柔性可修复超疏水膜及其制备方法、应用。背景技术[0002]超疏水材料是指与水的接触角大于150°、滚动角小于10°的材料表面。已有大量研究表明，这种材料特性来源于其低比表面能和微纳二级粗糙结构。由于本身的极高接触角、极低滚动角和低表面能特性，超疏水材料具有自清洁、防粘附、延迟结冰等特性，进而在油水分离、医疗器械、微流体控制和化工生产中取得越来越广泛的应用。近年来，通过构建低表面能和微纳结构表面，不同种类的超疏水材料被制备出来，但材料的耐久性能始终难以满足实际使用的需求。[0003]柔性超疏水膜具有广泛的应用场景，现有的柔性超疏水膜制备方法有以下两种，一是通过静电纺丝制备疏水性的纤维膜，这种膜的稳定性和力学性能较差，且制备过程繁琐、费时；另一种是对织物或多孔膜进行直接的化学修饰，通过在原本具备多级粗糙结构的织物或多孔膜进行疏水性官能团的修饰可直接获得超疏水性，但通常的化学修饰方法稳定性较差，在高温、高腐蚀等极端环境中，这种化学修饰性极可能被破坏而导致膜层的超疏水性丧失。发明内容[0004]本发明提供一种柔性可修复超疏水膜及其制备方法、应用，用于克服现有技术中膜的稳定性和力学性能较差，制备过程繁琐、费时等缺陷。[0005]为实现上述目的，本发明提出一种柔性可修复超疏水膜的制备方法，包括以下步骤：[0006]S1：以P