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专利号: 2022111201511
申请人: 华南师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可实现低电压驱动流体的柔性复合介电疏水膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:(1)在氮气保护下,将含氟聚合物溶液涂覆在基板上,静置成膜后真空加热干燥,形成第一层介电层;

(2)将含氟聚合物和离子液体加入溶剂中混合反应得到离子凝胶溶液,将所述离子凝胶溶液涂覆在步骤(1)制备得到的第一层介电层上,真空加热干燥,固化得到聚合物/离子凝胶膜;

(3)在步骤(2)得到的聚合物/离子凝胶膜表面涂覆疏水层,随后将聚合物/离子凝胶膜/疏水层于真空下烘烤去除溶剂,冷却至室温,形成柔性复合介电疏水膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述含氟聚合物选自聚(偏二氟乙烯‑co‑六氟丙烯)(PVDF‑HFP)、聚(苯乙烯‑b‑甲基丙烯酸甲酯‑b‑苯乙烯)([SMS]),所述含氟聚合物的重均分子量为200000至600000,优选为300000至500000;

和/或,所述含氟聚合物溶液的溶剂选自丙酮、4‑甲基‑2‑戊酮;

和/或,所述含氟聚合物溶液中,含氟聚合物的含量为1‑5wt%,优选为3wt%。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述涂覆的方法包括旋涂、浸涂、溶液浇铸、刮涂,优选为溶液浇铸;

和/或,所述基板选自表面光滑平坦的普通玻璃、镀导电膜的玻璃、石英玻璃、塑料基板、金属基板,优选为ITO玻璃、金属基板。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述静置的时间为2‑10h,优选为5h;

和/或,所述真空加热干燥的温度为70‑110℃,真空加热干燥的时间为4‑60h,优选为

40h;

和/或,成膜后的第一层聚合物介电层的膜厚为0.5‑10μm,优选为1‑4μm。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述含氟聚合物为聚(偏二氟乙烯‑co‑六氟丙烯(PVDF‑HFP)、聚(苯乙烯‑b‑甲基丙烯酸甲酯‑b‑苯乙烯)([SMS]),所述含氟聚合物的重均分子量为200000至600000,优选为300000‑500000;

和/或,所述离子液体为1‑乙基‑3‑甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺([EMIM][TFSI]);

和/或,所述含氟聚合物和离子液体的质量比为2∶1或者4∶1,优选为2∶1;

和/或,所述溶剂在离子凝胶溶液涂覆过程中,能够微溶解第一层含氟聚合物,使第一层介电层与第二层离子凝胶层接触界面相互渗透,形成紧密结合;所述溶剂优选与步骤(1)相同,选自丙酮、4‑甲基‑2‑戊酮;

和/或,所述含氟聚合物与离子液体的质量和与含氟聚合物、离子液体、溶剂的总质量比为2%‑40%,优选质量比为4%‑20%,更优选为5%‑9%。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述离子凝胶涂覆的方法包括旋涂、浸涂、溶液浇铸和刮涂,优为旋涂;

和/或,所述真空加热干燥的温度为70‑110℃,真空加热干燥的时间为4‑60h,优选为

40h;

和/或,固化后的离子凝胶膜厚度为0.1‑80μm,优选厚度为5‑20μm:和/或,水滴在步骤(2)中所述离子凝胶膜表面的接触角为65‑75°。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述疏水层的材料为具有疏水作用的氟聚物,可以选自杜邦公司的AF1600、AF1600X,AGC公司的CYtop,Solvay Plastics公司的Hyflon;

和/或,疏水层涂覆的方法包括旋涂、浸涂、溶液浇铸和刮涂,优选为旋涂;

和/或,真空烘烤的温度为70‑110℃,时间为10‑20h,优选为16h;

和/或,制备形成的疏水层的厚度为10‑2000nm,优选为500‑1000nm;

和/或,水滴在步骤(3)中所述疏水层表面的接触角为90‑160°。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法最终制备形成的聚合物/离子凝胶/疏水层复合介电疏水膜的厚度为1‑100μm,优选厚度为5‑25μm。

9.如权利要求1‑8任一项权利要求要求所述的制备方法制备得到的柔性复合介电疏水膜。

10.如权利要求9所述的柔性复合介电疏水膜在电润湿微流控传感器件、柔性可穿戴器件、显示器件中的应用。