本发明专利技术公开了一种PVC/PVDF/硅藻土复合的超疏水材料，属于超疏水防水材料技术领域。本发明专利技术中的超疏水材料主要成分包含：PVC10～30份，PVDF10～30份，硅藻土30～80份，偶联剂0.1～1份。本发明专利技术所介绍的材料通过简单的浸没沉淀法制备，可制备成薄膜状或片状，包覆于需要进行超疏水处理的物体表面。所制备材料对水的接触角可达到159°，拉伸强度达到1.2MPa。本发明专利技术具备成本低廉，工艺简单的优点，所制备成品材料不含挥发性有机溶剂，绿色环保。
【技术实现步骤摘要】
一种PVC/PVDF/硅藻土复合的超疏水材料
本专利技术涉及一种PVC/PVDF/硅藻土复合的超疏水材料，属于超疏水防水材料
技术介绍
日常生活中，一些长时间暴露在户外的设备设施、建筑外墙或者室内卫生间墙壁装修材料等等，往往都对防水性能有一定要求。目前公知的防水材料，一般都是通过隔绝水汽来实现，但长时间使用后黏附水汽会导致材料的防水性能的降低。某些仿荷叶表面的防水材料是利用材料的超疏水性能来实现防水，这种超疏水性通过避免水珠在材料上的黏附来达到防水目的。超疏水材料的定义为对水的接触角大于150°的材料。目前使用以及报道的一些超疏水材料往往都是以聚偏氟乙烯，聚四氟乙烯等疏水高分子为主要材料，通过仿生技术构筑类似荷叶表面微观双重粗糙结构来实现超疏水性能。目前，市面上的这些超疏水材料主要是由超过90％的聚合物构成，这些超疏水材料普遍具有制备工艺复杂，成本昂贵的特点，同时为了满足一定的机械强度还含有一定量的塑化剂和对人体有害的易挥发有机物，以上这些问题限制了超疏水防水材料的广泛应用。因而，制备一款加工方法更简单、制备成本更低廉的绿色环保超疏水防水材料，对于超疏水防水材料的推广具有实际意义，具有广阔的市场前景。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种PVC/PVDF/硅藻土复合的超疏水材料，本专利技术中的超疏水材料由PVC、PVDF和硅藻土复合得到，在由PVC提供一定机械强度的条件下，通过PVDF保证了超疏水性能，该超疏水材料的原料还包括大量廉价的硅藻土，大大降低了产品成本，并且不含对人体有害的易挥发性有机物。本专利技术的第一个目的是提供一种PVC/PVDF/硅藻土复合的超疏水材料，所述超疏水材料的成分包括：以重量计，PVC10～30份，PVDF10～30份，硅藻土30～80份，偶联剂0.1～1份。在本专利技术的一种实施方式中，所述超疏水材料的成分还包括1～3份的调色染料，用于制备不同颜色的超疏水材料。在本专利技术的一种实施方式中，所述PVC原料为市售聚合度1200～1800的糊树脂。在本专利技术的一种实施方式中，所述PVDF原料为市售聚合度1000～2000的球形树脂粒。在本专利技术的一种实施方式中，所述硅藻土需去除杂质并研磨到粒径1～50微米的硅藻土粉末。在本专利技术的一种实施方式中，所述偶联剂为有机硅氧烷或酞酸酯系偶联剂，采用水或乙醇将偶联剂制成质量分数为1～10％的母液使用。本专利技术的第二个目的是提供上述PVC/PVDF/硅藻土复合的超疏水材料的制备方法，所述制备方法为：将PVC、硅藻土、溶解液、偶联剂等混合后，加热回流，静置脱泡，通过刮刀将混合液刮膜成片，然后在凝固浴中浸没沉淀得到底材；烘干后，再将以上述同样工艺制备PVDF混合液并在上述得到的底材上刮膜成片，烘干裁剪后即最终产品。在本专利技术的一种实施方式中，所述PVC/PVDF/硅藻土复合的超疏水材料的制备方法，具体步骤如下：(1)按质量计，将PVC10～30份溶解于溶解液中，加入质量分数为1～10％的偶联剂母液，30～100℃回流加热搅拌；(2)向步骤(1)的溶液中加入15～40份硅藻土，继续搅加热搅拌，得到PVC混合物；(3)将步骤(2)得到的浆糊状PVC/硅藻土混合物置于密闭容器中，30～70℃静置脱泡1～4小时；(4)用刮刀水平刮膜成片，刮膜的基底为玻璃平面，刮刀与基底距离为0.05～2毫米，刮完后静置10～600秒；(5)将步骤(4)中静置后的覆盖PVC/硅藻土混合物的玻璃基底在凝固浴溶液中浸没，所覆盖的PVC/硅藻土混合物发生沉淀，形成片状薄膜后自动脱离玻璃基底，将此片状薄膜烘干，即得到PVC/硅藻土复合底材；(6)重复(1)～(3)流程，将PVC替换为PVDF，取PVDF10～30份和硅藻土15～40份，制备PVDF/硅藻土混合液，30～70℃静置脱泡1～4小时，用刮刀在步骤(5)所制备形成的PVC/硅藻土复合底材上刮膜成片，刮刀与基底距离为0.05～2毫米，静置10～600秒，使表层PVDF/硅藻土混合液与底层PVC/硅藻土复合底材融合；(7)将步骤(6)得到的复合底材在凝固浴溶液中浸没，使PVDF/硅藻土混合液在底材表面沉淀，成片后烘干，得到柔软薄片状PVC/PVDF/硅藻土复合的超疏水材料。在本专利技术的一种实施方式中，所述溶解液为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃、环己酮中的一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述溶解液的用量为PVC或PVDF用量的5-10倍。在本专利技术的一种实施方式中，所述凝固浴为水，或者含少量溶解液的水溶液，溶解液含量不超过30wt％。在本专利技术的一种实施方式中，所述制得的PVC/PVDF/硅藻土复合的超疏水材料还需裁剪成要求的尺寸。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中所述PVC/硅藻土混合物中PVC和硅藻土的质量比为：(0.8：1)～(1：1)。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(6)中所述PVDF和硅藻土的质量比为：(0.8：1)～(1：1)。在本专利技术的一种实施方式中，所述PVDF和PVC的质量比为：(0.8：1)～(1：1)。本专利技术的第三个目的是提供上述超疏水材料在户外的设备设施、建筑外墙或者室内卫生间墙壁装修材料中的应用。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术中的PVC/PVDF/硅藻土复合的超疏水材料，由PVC/硅藻土复合底材来提供机械强度，利用浸没沉淀法使得PVDF以硅藻土为骨架自组装形成纳米级防水仿生表面粗糙结构，保证了材料的超疏水性能，并大大节约了成本(由超过50％以上的廉价硅藻土构成)，并且不含对人体有害的已挥发性有机物。(2)本专利技术的超疏水材料通过偶联剂处理，使得在加入超过总质量70％硅藻土的情况下，材料依旧具有良好的机械性能，在混合硅藻土过程中加入少量的偶联剂也可以改善硅藻土与聚合物的亲和性。(3)本专利技术所制备超疏水材料具有超过60％的孔隙率，在保证防水的情况下又具有透气性能。(4)本专利技术采用简单的刮膜成型工艺，对生产设备的要求非常低，可大规模工业生产。(5)本专利技术所得的超疏水材料为片状或薄膜状材轻质材料，其厚度为0.2～2毫米，孔隙率为60～80％，拉伸强度为1.2Mpa，对水的接触角最大可达159°。附图说明图1超疏水材料结构示意图。图2实施例1中制备的超疏水材料的表面扫描电镜图和接触角测试图。图3实施例2中制备的超疏水材料的表面扫描电镜图和接触角测试图。图4实施例3中制备的超疏水材料的表面扫描电镜图和接触角测试图。图5对比例1中制备的超疏水材料表观照片。图6对比例2中制备的超疏水材料表观照片。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合具体实施例对本专利技术做进一步说明。拉伸强度测试方法：依据国标JB/T7630.1-2008自制的拉伸强度测试装置，将隔板剪成中间为1cm宽、总长为5cm的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超疏水材料，其特征在于，所述超疏水材料的成分包括：以重量计，PVC10～30份，PVDF10～30份，硅藻土30～80份，偶联剂0.1～1份。/n
【技术特征摘要】
1.一种超疏水材料，其特征在于，所述超疏水材料的成分包括：以重量计，PVC10～30份，PVDF10～30份，硅藻土30～80份，偶联剂0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的超疏水材料，其特征在于，所述硅藻土需去除杂质并研磨到粒径1～50微米的硅藻土粉末。
3.根据权利要求1所述的超疏水材料，其特征在于，所述偶联剂为有机硅氧烷或酞酸酯系偶联剂，采用水或乙醇将偶联剂制成质量分数为1～10％的母液使用。
4.权利要求1中超疏水材料的制备方法，其特征在于，所述超疏水材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)按质量计，将PVC10～30份溶解于溶解液中，加入质量分数为1～10％的偶联剂母液，30～100℃回流加热搅拌；
(2)向步骤(1)的配制的溶液中加入15～40份硅藻土，继续搅加热搅拌，得到PVC/硅藻土混合物；
(3)将步骤(2)得到的浆糊状PVC/硅藻土混合物置于密闭容器中，30～70℃静置脱泡1～4小时；
(4)用刮刀水平刮膜成片，刮刀与基底距离为0.05～2毫米，刮完后静置10～600秒；
(5)将步骤(4)中静置后的覆盖PVC/硅藻土混合物的基底在凝固浴溶液中浸没，所覆盖的PVC/硅藻土混合物发生沉淀，形成片状薄膜后自动脱离基底，将此片状薄膜烘干，即得到PVC/硅藻土复合底材；
(6)重复(1)～(3)流程，将PVC替换为PVDF，取PVD...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢丹华，蒋遇龙，
申请(专利权)人：宁德师范学院，
类型：发明
国别省市：福建;35
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