一种纳米纹理保护膜的制作方法

1.本发明属于膜材料技术领域，具体涉及一种纳米纹理保护膜。


背景技术：

2.保护膜能够用于保护电子设备的显示屏，现有的保护膜存在着一定的缺陷，例如不具有疏水和疏油的效果，无法很好的防偷窥，无法很好的避免出现剥离残胶的状况，而且无法方便保护膜的粘贴，现用于膜蒸馏的仿生超疏水膜具有强大的润湿性和抗污染性，膜蒸馏是一种很有前途的基于膜的热工艺，能够淡化高盐水。
3.但是现有技术中，仿生纳米纹理超疏水膜往往存在以下缺陷：(1)在膜表面构建超疏水层时，都是先进行膜表面纹理化，再在纹理化的膜表面进行超疏水改性，这样就会导致超疏水结构在纹理化的膜表面分布不均匀，从而造成疏水效果变差；(2)膜表面进行纹理化的时候，往往都是利用蚀刻技术，蚀刻过程条件严格，并且很可能出现纹理层的损坏，导致疏水效果变差。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供一种纳米纹理保护膜，所述方法是通过先将n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺溶液da与月桂酰氯溶液la对聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜表面进行修饰，形成微/纳米复合结构，然后再通过外加磁场形成纹理结构。不仅提高了pvdf/cip复合薄膜的超疏水性，也可以在pvdf/cip复合薄膜表面形成稳定的纹理层。
[0005]
为实现上述目的，本发明是通过如下方案实现的：
[0006]
一种纳米纹理保护膜，所述纳米纹理保护膜是通过先将n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺溶液da与月桂酰氯溶液la对聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜表面进行修饰，形成微/纳米复合结构，然后再通过外加磁场形成纹理结构。
[0007]
优选的，所述聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜中pvdf与cip的质量比为1
‑
6：1。
[0008]
优选的，所述n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺溶液da是将4
‑
9mm的da溶解在丙酮和水8
‑
12：1的体积比混合溶解中。
[0009]
优选的，所述月桂酰氯溶液la是将8
‑
13mm的la溶解在环己烷中，以三乙胺为催化剂。
[0010]
一种纳米纹理保护膜的制备方法，包括以下步骤：
[0011]
(1)将聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜旋涂在干净的基板上，然后将涂有复合薄膜的基板放入naoh溶液中处理，得到pvdf/cip
‑
oh膜；
[0012]
(2)将得到的pvdf/cip
‑
oh膜浸入食人鱼溶液中，取出pvdf/cip
‑
oh膜表面用去离子水冲洗，并用n2干燥；
[0013]
(3)室温下，将干燥后的pvdf/cip
‑
oh膜移入da溶液中反应，反应结束后，取出用丙
酮、环己烷超声清洗，并用n2干燥，得到pvdf/cip
‑
da膜；
[0014]
(4)将得到的pvdf/cip
‑
da膜放入la溶液中反应，反应结束后取出用甲苯、丙酮和乙醇进行超声清洗，并用n2干燥，得到pvdf/cip
‑
da
‑
la膜；
[0015]
(5)将得到的pvdf/cip
‑
da
‑
la膜移到永磁体的表面，5
‑
10min后，将pvdf/cip
‑
da
‑
la膜移到烘箱内烘干，结束后取出，即得成品。
[0016]
一种纳米纹理保护膜制备方法，所述步骤(1)中naoh溶液的浓度为12mol/l。
[0017]
优选的，所述步骤(2)中pvdf/cip
‑
oh膜浸入食人鱼溶液中20
‑
40min。
[0018]
优选的，所述步骤(3)中pvdf/cip
‑
oh膜移入da溶液中反应0.5
‑
1.5h。
[0019]
优选的，所述步骤(4)中pvdf/cip
‑
da膜放入la溶液中反应22
‑
27h。
[0020]
优选的，所述步骤(5)中烘箱的温度为30
‑
50℃，烘干时间为3
‑
5h。
[0021]
与现有技术相比，本发明方法的有益效果是：
[0022]
(1)本发明以商用pvdf与羰基铁颗粒cip复合膜为基膜，聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜先进行羟基化，再通过n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺da与聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜中的羟基发生反应，形成pvdf/cip
‑
da，形成的pvdf/cip
‑
da与月桂酰氯la通过酰胺键结合，形成pvdf/cip
‑
da
‑
la，在反应过程中，da分子末端的甲硅烷氧基与羟基化si表面的羟基发生脱水缩合反应生成网状硅氧键，从而使da分子紧密堆积并牢固的结合到硅衬底上形成致密的da自组装单层；酰胺键是由la分子与pvdf/cip
‑
da表面暴露的氨基之间的酰胺化产生的，因此获得了pvdf/cip
‑
da
‑
la，其中da分子与基膜紧密结合形成基本连接层，长碳链的la分子起到支撑pvdf/cip复合膜结构和提高负载能力的作用，因此作为分子膜增强层，从而形成了稳定的超疏水结构。
[0023]
(2)本发明在降低si表面的表面能时，先将n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺da
‑
月桂酰氯la对pvdf/cip膜表面进行修饰，在pvdf/cip膜表面形成了均匀分布的疏水基团，再通过永磁体的作用，pvdf/cip
‑
da
‑
la内的羰基铁颗粒在磁场的作用下表面会形成微纤毛的纹理，由于疏水基团均匀分布在pvdf/cip膜表面，所以微纤毛纹理上也会均匀分布疏水基团，提高了pvdf/cip
‑
da
‑
la膜表面疏水基团的分布，提高了疏水性。
具体实施方式
[0024]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]
实施例1
[0026]
一种纳米纹理保护膜，纳米纹理保护膜是通过先将n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺溶液da与月桂酰氯溶液la对聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜表面进行修饰，形成微/纳米复合结构，然后再通过外加磁场形成纹理结构。
[0027]
聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜中pvdf与cip的质量比为1：1。
[0028]
n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺溶液da是将4mm的da溶解在丙酮和水10：1的体积比混合溶解中。
[0029]
月桂酰氯溶液la是将8mm的la溶解在环己烷中，以三乙胺为催化剂。
[0030]
一种纳米纹理保护膜的制备方法，包括以下步骤：
[0031]
(1)将聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜旋涂在干净的基板上，然后将涂有复合薄膜的基板放入浓度为12mol/l的naoh溶液中处理，得到pvdf/cip
‑
oh膜；
[0032]
(2)将得到的pvdf/cip
‑
oh膜浸入食人鱼溶液中20
‑
40min，取出pvdf/cip
‑
oh膜表面用去离子水冲洗，并用n2干燥；
[0033]
(3)室温下，将干燥后的pvdf/cip
‑
oh膜移入da溶液中反应0.5h，反应结束后，取出用丙酮、环己烷超声清洗，并用n2干燥，得到pvdf/cip
‑
da膜；
[0034]
(4)将得到的pvdf/cip
‑
da膜放入la溶液中反应22h，反应结束后取出用甲苯、丙酮和乙醇进行超声清洗，并用n2干燥，得到pvdf/cip
‑
da
‑
la膜；
[0035]
(5)将得到的pvdf/cip
‑
da
‑
la膜移到永磁体的表面，5min后，将pvdf/cip
‑
da
‑
la膜移到烘箱内烘干，烘箱的温度为40℃，烘干时间为4h，结束后取出，即得成品。
[0036]
实施例2
[0037]
一种纳米纹理保护膜，纳米纹理保护膜是通过先将n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺溶液da与月桂酰氯溶液la对聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜表面进行修饰，形成微/纳米复合结构，然后再通过外加磁场形成纹理结构。
[0038]
聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜中pvdf与cip的质量比为2：1。
[0039]
n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺溶液da是将5mm的da溶解在丙酮和水10：1的体积比混合溶解中。
[0040]
月桂酰氯溶液la是将9mm的la溶解在环己烷中，以三乙胺为催化剂。
[0041]
一种纳米纹理保护膜的制备方法，包括以下步骤：
[0042]
(1)将聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜旋涂在干净的基板上，然后将涂有复合薄膜的基板放入浓度为12mol/l的naoh溶液中处理，得到pvdf/cip
‑
oh膜；
[0043]
(2)将得到的pvdf/cip
‑
oh膜浸入食人鱼溶液中30min，取出pvdf/cip
‑
oh膜表面用去离子水冲洗，并用n2干燥；
[0044]
(3)室温下，将干燥后的pvdf/cip
‑
oh膜移入da溶液中反应0.7h，反应结束后，取出用丙酮、环己烷超声清洗，并用n2干燥，得到pvdf/cip
‑
da膜；
[0045]
(4)将得到的pvdf/cip
‑
da膜放入la溶液中反应23h，反应结束后取出用甲苯、丙酮和乙醇进行超声清洗，并用n2干燥，得到pvdf/cip
‑
da
‑
la膜；
[0046]
(5)将得到的pvdf/cip
‑
da
‑
la膜移到永磁体的表面，6min后，将pvdf/cip
‑
da
‑
la膜移到烘箱内烘干，烘箱的温度为40℃，烘干时间为4h，结束后取出，即得成品。
[0047]
实施例3
[0048]
一种纳米纹理保护膜，纳米纹理保护膜是通过先将n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺溶液da与月桂酰氯溶液la对聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜表面进行修饰，形成微/纳米复合结构，然后再通过外加磁场形成纹理结构。
[0049]
聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜中pvdf与cip的质量比为3：1。
[0050]
n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺溶液da是将6mm的da溶解在丙酮和水10：1的体积比混合溶解中。
[0051]
月桂酰氯溶液la是将10mm的la溶解在环己烷中，以三乙胺为催化剂。
[0052]
一种纳米纹理保护膜的制备方法，包括以下步骤：
[0053]
(1)将聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜旋涂在干净的基板上，然后将涂有复合薄膜的基板放入浓度为12mol/l的naoh溶液中处理，得到pvdf/cip
‑
oh膜；
[0054]
(2)将得到的pvdf/cip
‑
oh膜浸入食人鱼溶液中30min，取出pvdf/cip
‑
oh膜表面用去离子水冲洗，并用n2干燥；
[0055]
(3)室温下，将干燥后的pvdf/cip
‑
oh膜移入da溶液中反应0.9h，反应结束后，取出用丙酮、环己烷超声清洗，并用n2干燥，得到pvdf/cip
‑
da膜；
[0056]
(4)将得到的pvdf/cip
‑
da膜放入la溶液中反应24h，反应结束后取出用甲苯、丙酮和乙醇进行超声清洗，并用n2干燥，得到pvdf/cip
‑
da
‑
la膜；
[0057]
(5)将得到的pvdf/cip
‑
da
‑
la膜移到永磁体的表面，7min后，将pvdf/cip
‑
da
‑
la膜移到烘箱内烘干，烘箱的温度为40℃，烘干时间为4h，结束后取出，即得成品。
[0058]
实施例4
[0059]
一种纳米纹理保护膜，纳米纹理保护膜是通过先将n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺溶液da与月桂酰氯溶液la对聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜表面进行修饰，形成微/纳米复合结构，然后再通过外加磁场形成纹理结构。
[0060]
聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜中pvdf与cip的质量比为4：1。
[0061]
n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺溶液da是将7mm的da溶解在丙酮和水10：1的体积比混合溶解中。
[0062]
月桂酰氯溶液la是将11mm的la溶解在环己烷中，以三乙胺为催化剂。
[0063]
一种纳米纹理保护膜的制备方法，包括以下步骤：
[0064]
(1)将聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜旋涂在干净的基板上，然后将涂有复合薄膜的基板放入浓度为12mol/l的naoh溶液中处理，得到pvdf/cip
‑
oh膜；
[0065]
(2)将得到的pvdf/cip
‑
oh膜浸入食人鱼溶液中20
‑
40min，取出pvdf/cip
‑
oh膜表面用去离子水冲洗，并用n2干燥；
[0066]
(3)室温下，将干燥后的pvdf/cip
‑
oh膜移入da溶液中反应1.1h，反应结束后，取出用丙酮、环己烷超声清洗，并用n2干燥，得到pvdf/cip
‑
da膜；
[0067]
(4)将得到的pvdf/cip
‑
da膜放入la溶液中反应25h，反应结束后取出用甲苯、丙酮和乙醇进行超声清洗，并用n2干燥，得到pvdf/cip
‑
da
‑
la膜；
[0068]
(5)将得到的pvdf/cip
‑
da
‑
la膜移到永磁体的表面，8min后，将pvdf/cip
‑
da
‑
la膜移到烘箱内烘干，烘箱的温度为40℃，烘干时间为4h，结束后取出，即得成品。
[0069]
实施例5
[0070]
一种纳米纹理保护膜，纳米纹理保护膜是通过先将n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺溶液da与月桂酰氯溶液la对聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜表面进行修饰，形成微/纳米复合结构，然后再通过外加磁场形成纹理结构。
[0071]
聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜中pvdf与cip的质量比为5：1。
[0072]
n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺溶液da是将8mm的da溶解在丙酮和水10：1的体积比混合溶解中。
[0073]
月桂酰氯溶液la是将12mm的la溶解在环己烷中，以三乙胺为催化剂。
[0074]
一种纳米纹理保护膜的制备方法，包括以下步骤：
[0075]
(1)将聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜旋涂在干净的基板上，然后将涂有
复合薄膜的基板放入浓度为12mol/l的naoh溶液中处理，得到pvdf/cip
‑
oh膜；
[0076]
(2)将得到的pvdf/cip
‑
oh膜浸入食人鱼溶液中30min，取出pvdf/cip
‑
oh膜表面用去离子水冲洗，并用n2干燥；
[0077]
(3)室温下，将干燥后的pvdf/cip
‑
oh膜移入da溶液中反应1.3h，反应结束后，取出用丙酮、环己烷超声清洗，并用n2干燥，得到pvdf/cip
‑
da膜；
[0078]
(4)将得到的pvdf/cip
‑
da膜放入la溶液中反应26h，反应结束后取出用甲苯、丙酮和乙醇进行超声清洗，并用n2干燥，得到pvdf/cip
‑
da
‑
la膜；
[0079]
(5)将得到的pvdf/cip
‑
da
‑
la膜移到永磁体的表面，9min后，将pvdf/cip
‑
da
‑
la膜移到烘箱内烘干，烘箱的温度为40℃，烘干时间为4h，结束后取出，即得成品。
[0080]
实施例6
[0081]
一种纳米纹理保护膜，纳米纹理保护膜是通过先将n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺溶液da与月桂酰氯溶液la对聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜表面进行修饰，形成微/纳米复合结构，然后再通过外加磁场形成纹理结构。
[0082]
聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜中pvdf与cip的质量比为6：1。
[0083]
n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺溶液da是将4
‑
9mm的da溶解在丙酮和水10：1的体积比混合溶解中。
[0084]
月桂酰氯溶液la是将13mm的la溶解在环己烷中，以三乙胺为催化剂。
[0085]
一种纳米纹理保护膜的制备方法，包括以下步骤：
[0086]
(1)将聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜旋涂在干净的基板上，然后将涂有复合薄膜的基板放入浓度为12mol/l的naoh溶液中处理，得到pvdf/cip
‑
oh膜；
[0087]
(2)将得到的pvdf/cip
‑
oh膜浸入食人鱼溶液中30min，取出pvdf/cip
‑
oh膜表面用去离子水冲洗，并用n2干燥；
[0088]
(3)室温下，将干燥后的pvdf/cip
‑
oh膜移入da溶液中反应1.5h，反应结束后，取出用丙酮、环己烷超声清洗，并用n2干燥，得到pvdf/cip
‑
da膜；
[0089]
(4)将得到的pvdf/cip
‑
da膜放入la溶液中反应27h，反应结束后取出用甲苯、丙酮和乙醇进行超声清洗，并用n2干燥，得到pvdf/cip
‑
da
‑
la膜；
[0090]
(5)将得到的pvdf/cip
‑
da
‑
la膜移到永磁体的表面，10min后，将pvdf/cip
‑
da
‑
la膜移到烘箱内烘干，烘箱的温度为40℃，烘干时间为4h，结束后取出，即得成品。
[0091]
对比例1
[0092]
本对比例为未经超疏水改性的普通聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜。
[0093]
对比例2
[0094]
一种纳米纹理保护膜的制备方法，包括以下步骤：
[0095]
(1)在聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜上通过c4f8/sf6气体蚀刻sio2覆盖的si(1,0,0),形成纹理化pvdf/cip；
[0096]
(2)将纹理化pvdf/cip复合薄膜旋涂在干净的基板上，然后将涂有复合薄膜的基板放入浓度为12mol/l的naoh溶液中处理，得到纹理化pvdf/cip
‑
oh膜；
[0097]
(2)将得到的纹理化pvdf/cip
‑
oh膜浸入食人鱼溶液中30min，取出纹理化pvdf/cip
‑
oh膜表面用去离子水冲洗，并用n2干燥；
[0098]
(3)室温下，将干燥后的纹理化pvdf/cip
‑
oh膜移入da溶液中反应1.5h，反应结束
后，取出用丙酮、环己烷超声清洗，并用n2干燥，得到纹理化pvdf/cip
‑
da膜；
[0099]
(4)将得到的纹理化pvdf/cip
‑
da膜放入la溶液中反应27h，反应结束后取出用甲苯、丙酮和乙醇进行超声清洗，并用n2干燥，得到纹理化pvdf/cip
‑
da
‑
la膜，即得成品。
[0100]
将实施例1
‑
6和对比例1
‑
2所得的墨水材料进行性能测试，测试指标包括接触角、滑动角、耐污性和耐湿性，使用具有不同sds浓度的3.5wt％氯化钠溶液作为进料进行膜蒸馏实验，进料流和渗透流的流速均为90l/h。使用包含100g/lnacl溶液、20mmcacl2溶液和50mg/lha的混合溶液用作进料，进料流和渗透流的流速均为90l/h。
[0101]
测试结果如下表1所示：
[0102]
表1
[0103][0104]
通过实施例1
‑
6和对比例1
‑
2可知，实施例中通过先将n
‑
[3
‑
(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺溶液da与月桂酰氯溶液la对聚偏二氟乙烯pvdf/羰基铁cip复合薄膜表面进行修饰，形成微/纳米复合结构，然后再通过外加磁场形成纹理结构，显著提升了pvdf/cip膜的疏水性、耐湿性和耐污性。
[0105]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0106]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。