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申请/专利权人：上海天净新材料科技股份有限公司

摘要：本发明公开了一种基于荷叶仿生的免结垢材料及其制备方法，具体涉及复合材料技术领域。基于荷叶仿生的免结垢材料的制备包括如下步骤：S1：聚二甲基硅氧烷的接枝反应；S2：多孔石墨烯的表面活化；S3：聚二甲基硅氧烷与开孔石墨烯的结合；S4：模仿荷叶的疏水性结构，得到免结垢材料。本发明利用聚二甲基硅氧烷作为主体材料，接枝3‑甲基三乙氧基硅烷，然后与表面活化的多孔石墨烯结合，此外，本发明模仿荷叶疏水结构，在聚二甲基硅氧烷表面利用1H,1H,2H,2H‑全氟辛基三乙氧基硅烷形成一层氟化保护层；本发明对制备获得的免结垢材料进行疏水性测试，样品在高温高湿和紫外线照射等恶劣环境下依然保持良好的疏水性能。

主权项：1.一种基于荷叶仿生的免结垢材料的制备方法，其特征在于，所述基于荷叶仿生的免结垢材料由聚二甲基硅氧烷、多孔石墨烯、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷和3-甲基三乙氧基硅烷组成；所述基于荷叶仿生的免结垢材料的制备方法包括以下步骤：S1：聚二甲基硅氧烷的接枝反应；S2：多孔石墨烯的表面活化；S3：聚二甲基硅氧烷与多孔石墨烯的结合；S4：模仿荷叶的疏水性结构；步骤S1中所述聚二甲基硅氧烷的接枝反应包括以下步骤：A1：将3-甲基三乙氧基硅烷加入10倍体积无水乙醇中，300rpm搅拌20min溶解均匀，获得3-甲基三乙氧基硅烷溶液，将聚二甲基硅氧烷溶于10～15倍质量体积无水乙醇中，并加入15wt%的HCl溶液，500rpm搅拌10min，获得聚二甲基硅氧烷溶液；将3-甲基三乙氧基硅烷溶液在10min内缓慢滴加到聚二甲基硅氧烷溶液，恒温水浴加热50～60℃，300rpm搅拌30min后，反应4～6h，冷却至室温，无水乙醇洗涤，60℃真空干燥，获得聚二甲基硅氧烷接枝共聚物；步骤S2中所述多孔石墨烯的表面活化包括以下步骤：B1：将石墨通过研磨粉碎过300目筛选，获得石墨粉末；将石墨粉末溶于浓硫酸中，冰浴控制温度0℃；5min内缓慢加入高锰酸钾，冰浴控制温度0～5℃；提升温度至35℃，300rpm搅拌反应2～4h，反应结束后，缓慢加入去离子水，最后加入过氧化氢溶液，静置15min；5000rpm离心10min，去离子水洗涤沉淀，80℃烘干处理6h，获得氧化石墨烯；B2：将步骤B1中制备获得的氧化石墨烯加入去离子水中，加入氢氧化钠调节pH为12，水浴加热控制温度90℃，150W处理10min，静置反应1～3h，获得还原氧化石墨烯溶液；将硝酸银溶解在去离子水中，再加入硼氢化钠，混合均匀后，获得混合溶液，将混合溶液和聚乙烯吡咯烷酮加入还原氧化石墨烯溶液中，控制温度120～150℃，150W超声处理60min，离心去掉上清液，去离子水洗涤，80℃烘干处理8h，获得沉积石墨烯；将沉积石墨烯进行热退火处理后，硝酸冲洗洗涤，再用去离子水洗涤，50℃真空干燥10～16h，获得多孔石墨烯；B3：将步骤B1中制备的多孔石墨烯均匀分散在无水乙醇中，加入15wt%的HCl溶液，缓慢加入3-甲基三乙氧基硅烷溶液，在氮气氛围下加热温度至60～80℃，磁力搅拌器500rpm搅拌反应2～6h，反应结束后自然冷却至室温，无水乙醇洗涤，离心，60℃干燥12h，获得活化多孔石墨烯；步骤S4中所述模仿荷叶的疏水性结构包括以下步骤：D1：将步骤C1中制备的聚二甲基硅氧烷复合物溶于10～15倍质量体积无水乙醇中，150W超声处理30min，混合均匀，获得聚二甲基硅氧烷复合物溶液；将1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷溶解在10～20倍质量体积无水乙醇中，获得全氟辛基三乙氧基硅烷溶液；将聚二甲基硅氧烷复合物溶液10min缓慢加入全氟辛基三乙氧基硅烷溶液中以100rpm的速度进行搅拌，并同时加入吐温-80；搅拌完成后200W超声处理，处理20～30min，60～80℃真空干燥8h，获得免结垢材料。

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