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本發(fā)明公開了一種柔性超疏水超疏油結(jié)構(gòu)制備方法，該制備方 法包括如下步驟：(1)制作柔性超疏水超疏油結(jié)構(gòu)底層：在基底上旋涂 一層負(fù)性光刻膠，不用掩膜進(jìn)行曝光；(2)在步驟(1)曝光后的負(fù)性光刻 膠上旋涂一層負(fù)性光刻膠，利用陣列圖形掩膜進(jìn)行曝光；(3)結(jié)構(gòu)層光 刻膠第二次曝光：采用跟步驟(2)對(duì)應(yīng)的掩模進(jìn)行套刻曝光；(4)顯影： 將上述步驟中曝光后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行顯影；(5)鍍保護(hù)層膜：在步驟(4)中得 到的結(jié)構(gòu)表面形成一層保護(hù)膜；(6)剝離：將經(jīng)過步驟(5)處理后得到的 結(jié)構(gòu)從基底上剝離，得到所述柔性超疏水超疏油結(jié)構(gòu)。按照本發(fā)明的 制備方法，工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，對(duì)該柔性超疏水超疏油結(jié)構(gòu)的普及 應(yīng)用具有極大的促進(jìn)作用。 

本發(fā)明公開了一種柔性超疏水超疏油結(jié)構(gòu)制備方法，該制備方法包括如下步驟：(1)制作柔性超疏水超疏油結(jié)構(gòu)底層：在基底上旋涂一層負(fù)性光刻膠，不用掩膜進(jìn)行曝光；(2)在步驟(1)曝光后的負(fù)性光刻膠上旋涂一層負(fù)性光刻膠，利用陣列圖形掩膜進(jìn)行曝光；(3)結(jié)構(gòu)層光刻膠第二次曝光：采用跟步驟(2)對(duì)應(yīng)的掩模進(jìn)行套刻曝光；(4)顯影：將上述步驟中曝光后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行顯影；(5)鍍保護(hù)層膜：在步驟(4)中得到的結(jié)構(gòu)表面形成一層保護(hù)膜；(6)剝離：將經(jīng)過步驟(5)處理后得到的結(jié)構(gòu)從基底上剝離，得到所述柔性超疏水超疏油結(jié)構(gòu)。按

成果創(chuàng)新點(diǎn) 本項(xiàng)目采用自研超音速氣流粉碎、分級(jí)與改性一體化 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)粉體的原位改性，即氣流粉碎制備超細(xì)顆粒的同 時(shí)對(duì)超細(xì)顆粒進(jìn)行表面改性，合成粉體專用氟碳表面改性 劑，采用化學(xué)包覆方法將滅火基料、具有催化、絕緣功能 的納米級(jí)粒子和表面改性劑進(jìn)行有序聚合，獲得具有極好 的分散性、流動(dòng)性、疏水性、疏油性、絕緣性的微納米復(fù) 合型超細(xì)干粉滅火劑。 核心解決問題、核心優(yōu)勢(shì)等： 1.自研

本項(xiàng)目采用自研超音速氣流粉碎、分級(jí)與改性一體化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)粉體的原位改性，即氣流粉碎制備超細(xì)顆粒的同時(shí)對(duì)超細(xì)顆粒進(jìn)行表面改性，合成粉體專用氟碳表面改性劑，采用化學(xué)包覆方法將滅火基料、具有催化、絕緣功能的納米級(jí)粒子和表面改性劑進(jìn)行有序聚合，獲得具有極好的分散性、流動(dòng)性、疏水性、疏油性、絕緣性的微納米復(fù)合型超細(xì)干粉滅火劑。 核心解決問題、核心優(yōu)勢(shì)等： 1.自研超音速氣流粉碎分級(jí)與改性一體化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)粉體原位改性，大幅度降低生產(chǎn)成本； 2.自行設(shè)計(jì)并合成氟碳表面改性劑，突破粉體疏水、 疏油相矛盾的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)疏水疏油微納米超細(xì)干粉滅火劑的可控制備，解決抗復(fù)燃性能差和難清理技術(shù)難題。 

研究成果于2011年發(fā)表在Energy & Environmental Science。2010年ISI公布該期刊影響因子為8.5，在主題分類《環(huán)境科學(xué)類》中排名第一，目前，國(guó)內(nèi)累計(jì)發(fā)表在該期刊的論文不超過20篇。本研究成果獲得了該期刊專家的高度評(píng)價(jià)，在疏水性吸附材料的研究領(lǐng)域中處于前沿地位。（1）將少量HCMP-1摻雜到海綿中，改性后的海綿表現(xiàn)出超強(qiáng)疏水性、吸附能力比HCMP-1還要高。（2）原地再生工藝簡(jiǎn)單，HCMP-1/海綿只吸附有機(jī)物不吸附水，再生過程中通過簡(jiǎn)單的擠壓，就可將有機(jī)物排出。 由于海綿價(jià)格非常低廉，使得HCMP-1/海綿在大規(guī)模水處理、液-液分離等方面具有很強(qiáng)的市場(chǎng)和實(shí)用性。此外，HCMP-1/海綿循環(huán)使用20次后吸附能力不變，與傳統(tǒng)的吸附材料相比，實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中的運(yùn)行費(fèi)用將會(huì)顯著降低。

荷葉出淤泥而不染的自清潔性能、蛾翅膀表面的自清潔性能、水黽的腿在水面上自由行走而不下沉、魚體表面在油污污染的水中保持自身清潔等一系列自然界中的超疏水、超雙疏現(xiàn)象引起了許多學(xué)者的極大關(guān)注。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于超疏水、超雙疏的研究都有大量文獻(xiàn)報(bào)道。然而依照這些方法制備超疏水/超雙疏涂層的成本非常高且技術(shù)要求嚴(yán)格，進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)幾乎在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。2013年美國(guó)Ultra-ever Dry公司推出了世界首款，迄今為止也是唯一一家通過簡(jiǎn)單噴涂即可實(shí)現(xiàn)超疏水界面的超疏水的涂層。    目前課題組已經(jīng)成功開發(fā)了具有世界領(lǐng)先技術(shù)的超雙疏、自清潔涂層，此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡(jiǎn)單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國(guó)防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀＠纾苯訃娡吭谝挛铩⑿薄づ癖砻婵蓪?shí)現(xiàn)自清潔、防雨功能，達(dá)到免清洗作用，并具有織物原有的透氣性；噴涂在高壓電網(wǎng)輸電支架以及風(fēng)力發(fā)電扇葉上可防止結(jié)冰；噴涂木材表面可實(shí)現(xiàn)戶外的防潮、防霉；噴涂電路板上可實(shí)現(xiàn)防水、防潮；噴涂在高層建筑物表面可實(shí)現(xiàn)自清潔等等。 此外，此種材料的生產(chǎn)無(wú)排放、無(wú)污染。課題組已經(jīng)實(shí) 現(xiàn)了小試生產(chǎn)制備，實(shí)驗(yàn)室即可制備公斤級(jí)產(chǎn)品，已經(jīng)能夠突破超雙疏涂層白色限制，得到各種顏色的超雙疏涂層；能夠?qū)κ秤糜汀?dǎo)熱油、甲苯、氯仿等實(shí)現(xiàn)超疏油；通過簡(jiǎn)單調(diào)整可實(shí)現(xiàn)只超疏水但親油，噴涂后的織網(wǎng)可對(duì)油水兩相實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便的油水分離。該技術(shù)已申請(qǐng)四項(xiàng)相關(guān)國(guó)家發(fā)明專利，目前正在積極與相關(guān)應(yīng)用企業(yè)合作，推廣該產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用。

一、 項(xiàng)目簡(jiǎn)介荷葉出淤泥而不染的自清潔性能、蛾翅膀表面的自清潔性能、水黽的腿在水面上自由行走而不下沉、魚體表面在油污污染的水中保持自身清潔等一系列自然界中的超疏水、超雙疏現(xiàn)象引起了許多學(xué)者的極大關(guān)注。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于超疏水、超雙疏的研究都有大量文獻(xiàn)報(bào)道。然而依照這些方法制備超疏水/超雙疏涂層的成本非常高且技術(shù)要求嚴(yán)格，進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)幾乎在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。2013年美國(guó)Ultra-ever Dry公司推出了世界首款，迄今為止也是唯一一家通過簡(jiǎn)單噴涂即可實(shí)現(xiàn)超疏水界面的超疏水的涂層。目前張旭教授課題組已經(jīng)成功開發(fā)了具有世界領(lǐng)先技術(shù)的超雙疏、自清潔涂層，此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡(jiǎn)單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國(guó)防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀＠纾苯訃娡吭谝挛铩⑿薄づ癖砻婵蓪?shí)現(xiàn)自清潔、防雨功能，達(dá)到免清洗作用，并具有織物原有的透氣性；噴涂在高壓電網(wǎng)輸電支架以及風(fēng)力發(fā)電扇葉上可防止結(jié)冰；噴涂木材表面可實(shí)現(xiàn)戶外的防潮、防霉；噴涂電路板上可實(shí)現(xiàn)防水、防潮；噴涂在高層建筑物表面可實(shí)現(xiàn)自清潔等等。此外，此種材料的生產(chǎn)無(wú)排放、無(wú)污染。張旭教授課題組已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小試生產(chǎn)制備，實(shí)驗(yàn)室即可制備公斤級(jí)產(chǎn)品，取得了目前已知除美國(guó)Ultra Ever-dry公司以外全球唯一能夠公斤級(jí)制備超雙疏、自清潔涂層的技術(shù)，并在一些方面超過該公司產(chǎn)品，例如已經(jīng)能夠突破超雙疏涂層白色限制，得到各種顏色的超雙疏涂層；能夠?qū)κ秤糜汀?dǎo)熱油、甲苯、氯仿等實(shí)現(xiàn)超疏油；通過簡(jiǎn)單調(diào)整可實(shí)現(xiàn)只超疏水但親油，噴涂后的織網(wǎng)可對(duì)油水兩相實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便的油水分離。該技術(shù)已申請(qǐng)四項(xiàng)相關(guān)國(guó)家發(fā)明專利，目前正在積極與相關(guān)應(yīng)用企業(yè)合作，推廣該產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用。二、 項(xiàng)目技術(shù)成熟程度已實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的小試制備（5L反應(yīng)釜）。三、 技術(shù)指標(biāo)（包括鑒定、知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利、獲獎(jiǎng)等情況）噴涂在材料表面對(duì)油（食用油、導(dǎo)熱油、甲苯、氯仿等）和水接觸角大于150度，滾動(dòng)角小于10度，耐受溫度使用溫度范圍可以在-34℃~149℃之間，目前已申請(qǐng)四項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。四、 市場(chǎng)前景（應(yīng)用領(lǐng)域、市場(chǎng)分析等）此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡(jiǎn)單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國(guó)防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀Ｔ谠缙冢藗儗?duì)于如何防水、防油一直以來(lái)都是熱衷討論的話題，畢竟沒有人會(huì)愿意打掃廚房里各種油污，或者自己的手機(jī)掉進(jìn)水里當(dāng)場(chǎng)報(bào)銷損失慘重。各色疏水、疏油涂層幾乎成為人們生活中不可或缺的化學(xué)用品，小到手表、雨傘，大到航海航天，都可以找到疏水、疏油涂層的身影。例如:  ? 能源行業(yè)我國(guó)南北交界地區(qū)冬季長(zhǎng)出現(xiàn)凍雨現(xiàn)象，結(jié)冰對(duì)風(fēng)力發(fā)電扇葉、高壓輸電線支架產(chǎn)生很大的影響，該涂層的超疏水的微小滾動(dòng)角可使材料表面無(wú)水存留，避免材料表面結(jié)冰。此外，自清潔作用在太陽(yáng)能電池板上的應(yīng)用也具有廣闊的空間。? 油水分離我們開發(fā)的超雙疏涂層之一超疏水親油涂層噴涂在普通紗網(wǎng)上，普通篩網(wǎng)即可具有油過、水不過的特點(diǎn)。紗網(wǎng)親油，因此油能輕易通過篩網(wǎng)，而織網(wǎng)表面超疏水、極小滾動(dòng)角，水在織網(wǎng)表面迅速流走，達(dá)到油水分離作用。如果在普通瓶子口蒙上該種紗網(wǎng)可在油水混合液撈取，只有油能進(jìn)入瓶子中（如圖所示）。? 軍事國(guó)防噴涂有超雙疏涂層的織物具有自清潔作用，同時(shí)涂層滲透到織物中增加了其耐磨性，更為重要的是能夠保證織物的透氣性，因此可制成作戰(zhàn)服、野外帳篷、背包、手套等等戶外用品 。此外超雙疏涂層在防腐、防凍、防潮方面對(duì)武器裝備無(wú)疑具有最強(qiáng)保護(hù)作用。? 日用品超疏水雨衣、雨傘使使用過的雨具，無(wú)水積存，直接收納放入背包中；噴涂超疏油涂層的抽油煙機(jī)可滴油不沾全部回收；噴涂在廁所衛(wèi)浴上可有效避免尿垢的產(chǎn)生。? 建筑物自清潔我們開發(fā)的超雙疏自清潔涂層具有抗紫外線作用，對(duì)戶外墻體具有較強(qiáng)的粘附性，同時(shí)開發(fā)出彩色超雙疏自清潔涂層，對(duì)高層建筑具有自清潔作用。? 防腐、防潮作用我們已經(jīng)進(jìn)行了初步的應(yīng)用嘗試，噴涂超雙疏涂層的金屬在濃酸中具有一定的抗腐蝕作用；由于極小的滾動(dòng)角，對(duì)戶外的金屬制品具有很強(qiáng)的抗腐蝕作用；噴涂在木材表面可達(dá)到防腐、防潮的作用。? 船舶行業(yè)：如果船體噴涂上超疏水涂層，船只行駛過程中與水的摩擦?xí)蟠蠼档停@樣對(duì)燃油就會(huì)節(jié)省很多，海藻之類吸附在船底的現(xiàn)象也會(huì)減少很多，對(duì)于船舶的護(hù)理會(huì)減輕很多工作，其實(shí)也是減少成本。船舶方面，目前船只有一半以上的驅(qū)動(dòng)能是被船體與水之間的摩擦消耗掉的。如果能通過特殊涂層在船體表面形成空氣膜，船與水摩擦而造成能耗則能降低10％，因而可以大量節(jié)省燃油。一般船舶航行中受到的阻力有3種,即船體運(yùn)動(dòng)引起的興波阻力、產(chǎn)生旋渦引起的旋渦阻力以及由于水和船體之間接觸產(chǎn)生的摩擦阻力.在這3種阻力中,對(duì)于油船那樣的低速肥大型船舶,摩擦阻力要占全部阻力的80%以上,而對(duì)通常的貨船約占70%的比例。因此,降低摩擦阻力是一項(xiàng)重要的技術(shù)。 應(yīng)用在航海以及航天事業(yè)，以減小因?yàn)橐后w產(chǎn)生的阻力，達(dá)到節(jié)能環(huán)保且高效轉(zhuǎn)換動(dòng)能的效果。? 電子元件行業(yè)可以應(yīng)用在真正防水的電子元件上，或者是需要經(jīng)常接觸帶腐蝕性液體的工作人員，這款涂層的誕生不得不說是一個(gè)福音，例如一些電子原件需要進(jìn)入到水中、高溫中、冰塊中、油中等一些特殊環(huán)境工作，有了超雙疏涂層，就不用擔(dān)心了，可有效解決問題。  在電子元件上覆蓋厚度遠(yuǎn)比人類頭發(fā)直徑小的薄膜涂層后，水無(wú)法真正接觸到關(guān)鍵電子元件，也就不能對(duì)其造成損害。 通信設(shè)備其它室內(nèi)室外設(shè)備都可以使用，延長(zhǎng)壽命，使用功效不會(huì)降低，免受雨水的干擾。  五、 規(guī)模與投資需求（資金需求、場(chǎng)地規(guī)模、人員等需求）可面談六、 生產(chǎn)設(shè)備常規(guī)反應(yīng)釜，無(wú)三廢排放；噴涂設(shè)備七、 效益分析目前全球唯一生產(chǎn)廠商美國(guó)Ultra-ever Dry推出的超疏水涂層價(jià)格為：底層涂層約人民幣70萬(wàn)/噸、表層涂層人民幣140萬(wàn)/噸。八、 合作方式共同開發(fā)市場(chǎng)。九、 項(xiàng)目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式（包括電子郵箱）聯(lián)系人：張旭 博士/教授河北工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院高分子科學(xué)與工程系天津市紅橋區(qū)光榮道8 號(hào)E-mail：[email protected]：022-60200443

超疏水表面具有如自潔，疏水防污等特性，使其在眾多領(lǐng)域都有巨大的應(yīng)用前景。透明性的引入擴(kuò)展了其在擋風(fēng)玻璃，玻璃幕墻等領(lǐng)域的應(yīng)用面。目前，透明超疏水涂層普遍存在易磨損，制作工藝復(fù)雜，缺少大規(guī)模制備的操作性，成本昂貴等缺點(diǎn)。本涂層利用長(zhǎng)鏈硅烷修飾兩種100nm粒徑以下二氧化硅溶膠直接涂覆于由膠黏劑處理過的基材表面并稍加摩擦獲得耐磨透明超疏水涂層。此涂層相較于氣相沉積，模版法，刻蝕等技術(shù)制作方法簡(jiǎn)單，步驟與用時(shí)較少，并能大面積制備，重復(fù)涂覆。同時(shí)，制備價(jià)格較低，原料低毒環(huán)保，產(chǎn)品實(shí)用性強(qiáng)。

開發(fā)了一種柔性超疏水氣凝膠材料。柔性超疏水氣凝膠材料采用物理溶膠-凝膠工藝將有機(jī)纖維和有機(jī)氣凝膠復(fù)合，由于不采用傳統(tǒng)的水解/聚合溶膠-凝膠工藝，該方法操作更簡(jiǎn)捷、對(duì)設(shè)備和工藝要求更低。所得到的柔性超疏水氣凝膠材料具有良好的柔性和疏水性能，而且不“掉粉掉渣”，具有良好的耐水洗性能。該柔性超疏水氣凝膠材料在室溫下的熱導(dǎo)率為0.03~0.05W/(m·K)。

本產(chǎn)品能使表面具有防水、防油、抗污，易清潔等功能，同時(shí)兼有防粘性能。可廣泛用于金屬、陶瓷、塑料等材料表面，如鋁材、鎂合金、玻璃、PVC以及地磚、墻磚、雕塑、廚房及浴室用品等，可使物體長(zhǎng)期保持清潔干凈，還可有效防止小廣告等的亂貼亂畫。 主要技術(shù)指標(biāo)： 該產(chǎn)品系有機(jī)化學(xué)合成產(chǎn)品，性狀為無(wú)色透明液體，噴涂或刷涂后膜透明，不影響物體原有表觀效果。用戶應(yīng)根據(jù)使用對(duì)象可選擇噴涂、刷涂、淋涂等工藝。表面干燥時(shí)間在自然溫度（室溫）下需3-5分鐘，在60℃左右條件下需要30-60秒。 應(yīng)用范圍： 表面處理行業(yè)是該產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域，市場(chǎng)非常大。