一种疏水性强的修饰材料

一种疏水性强的修饰材料

技术领域

    本发明涉及化学领域，特别涉及一种疏水性强的修饰材料。

背景技术

物体表面的润湿性主要由它的化学组成和几何结构共同决定。近年来，植物叶子表面的超疏水和自清洁效果，即所谓的荷叶效应，引起了人们的极大兴趣。通过观察叶片表面微观结构，认为这是由粗糙表面上的微米结构的乳突以及表面蜡状物的存在共同引起的。如今，超疏水表面材料在基础研究和应用研究领域都受到越来越多的关注。

表面的疏水性能通常用表面与水静态的接触角和动态的滚动角描述。超疏水表面是指与水的接触角大于150°，而滚动角小于 10°的表面。超疏水表面由于其独特的性质，在表面自清洁、流体减阻、油和水的分离，以及防雾等方面都有广泛的应用前景。

发明内容

本发明提供超疏水材料的制备方法，能够起到表面自清洁、流体减阻、油和水的分离的作用。

为达到以上目的采用以下技术方案：

本发明利用银镜反应在不同基底上（包括玻璃和塑料）制备光亮均匀的银层，并在经过表面修饰后能够达到超疏水性质。

本发明用经过粗化、敏化和活化后的基底吸附纳米级的银粒子，以达到表面粗糙并实现疏水化。

本发明所述的表面粗化为将作为基底的玻璃片（塑料片）浸泡在新配的Piranha溶液中（由浓硫酸和30%过氧化氢以体积比3:1混合），浸泡30分钟后用去离子水超声清洗15分钟，晾干备用。

本发明所述的表面敏化利用质量分数为0.1%的氯化亚锡溶液。将经过粗化的玻璃（塑料）基底浸泡在氯化亚锡溶液中20秒，取出用去离子水洗净。

本发明所述的表面活化为将粗化、敏化完成后的玻璃（塑料）基底直接放入银氨溶液中。

本发明所述的银镜反应的还原剂为甲醛，表面修饰材料选用正十二烷基硫醇，反应温度为30°C至35°C，将备用基底浸泡入配置好的0.1mol/L的银氨溶液中，在磁力搅拌机以约为4r/s的转速搅拌时逐滴加入质量分数2%的甲醛溶液，搅拌20分钟后反应完全。停止搅拌，静置60分钟以沉积形成稳定的纳米银层，取出用去离子水清洗干净，用氮气吹干。

本发明所述的表面修饰为在表面干燥后将基底置于浓度超过98%的正十二烷基硫醇中35秒至40秒，使镀银层有充足时间吸附正十二烷基硫醇分子，取出在通风橱中自然晾干。

本发明的有益效果在于：

本发明在表面自清洁、流体减阻、油和水的分离，以及防雾等方面都有广泛的应用前景。表面修饰材料采用的正十二烷基硫醇具有稳定性、不溶于水的特点，且与银表面的结合能力好，能够在镀银表面层上形成牢固度高、耐久性好、疏水性强的修饰层。

具体实施方式

以下结合原理和具体实施例对本发明进行进一步阐述：

本发明的银镜反应及其原理：

银镜反应的基本原理为氧化还原反应，其方程式如下：

AgNO₃+NH₃H₂O=AgOH↓+NH₄NO₃

AgOH+2NH₃H₂O=Ag(NH₃)₂OH+2H₂O

HCHO+2Ag(NH₃)₂OH→HCOONH₄+2Ag+NH₃+H₂O

硝酸银的氨水溶液，其有效成分是银氨配离子。银氨配离子是一种比较弱的氧化剂，能把醛氧化成酸，同时银离子被还原为金属银，析出的银单质均匀地沉积在固体基底的表面，形成光亮均匀的银镜。

具体实施例1：

1、基底的预处理

普通的玻璃（或塑料）基底上表面粗糙度太小，不利于截留空气层达到疏水性，也不利于玻璃（或塑料）基底表面吸附纳米银粒子，形成光亮均匀的银镜。因此需要对基底经过预处理。

表面粗化：将作为基底的玻璃片（塑料片）浸泡在新配的Piranha溶液中（由浓硫酸和30%过氧化氢以体积比3:1混合），浸泡30分钟后用去离子水超声清洗15分钟，晾干备用。

表面敏化：称量0.148g氯化亚锡，配置质量分数为0.1%的氯化亚锡溶液。将经过粗化的玻璃（塑料）基底浸泡在氯化亚锡溶液中20秒，取出用去离子水洗净。

表面活化：将粗化、敏化完成后的玻璃（塑料）基底直接放入银氨溶液中即可，活化机理如下:活化液中的银氨配离子被敏化后基底表面的二价锡离子还原为金属银颗粒，吸附在基底的表面，形成金属银沉积的自催化活性中心，从而促使化学镀银层形成。

2、反应过程

将备用基底浸泡入20ml配置好的0.1mol/L的银氨溶液中，在磁力搅拌机以约为4r/s的转速搅拌时逐滴加入1ml质量分数2%的甲醛溶液，搅拌20分钟后反应完全。停止搅拌，静置60分钟以沉积形成稳定的纳米银层，取出用去离子水清洗干净，用氮气吹干。反应在30°C至35°C条件下进行。

3、表面修饰

为了使表面具有超疏水的性质，在表面干燥后将基底置于浓度超过98%的正十二烷基硫醇中35秒至40秒，使镀银层有充足时间吸附正十二烷基硫醇分子，取出在通风橱中自然晾干。修饰剂为正十二烷基硫醇，反应温度35°，溶液浓度0.1mol/L。