[發明專利]聚二甲基硅氧烷/氧化鋅超疏水復合涂層的制備方法

在審

• 申請號: 201410765812.5
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104497853A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 鄭燕升;青勇權
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D7/12;C09D5/08;C09D5/16;C09C1/04;C09C3/08
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 高松

技術領域

本發明涉及聚二甲基硅氧烷/氧化鋅超疏水復合涂層的制備方法。

背景技術

物體表面具有自清潔及防腐功能是納米科技時代研究最廣泛的課題，處理不同材料表面使其具有超疏水性能是人們追求的目標，如：人們所穿的鞋子、衣服等配件不沾水，廚房瓷磚和浴室玻璃的防霧自清潔性，建筑外墻涂料和輸水管道內壁的疏水防腐性。

超疏水復合材料表面因為具有優異的疏水能力和良好的防腐性能，在工業和生活中有著廣泛的應用前景。近年來，尋找一種制備工藝簡單、成本低廉、方法環保、性能穩定及防污防腐兼備的超疏水涂層是當前的發展方向。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了聚二甲基硅氧烷/氧化鋅超疏水復合涂層的制備方法。

本發明提供聚二甲基硅氧烷/氧化鋅超疏水復合涂層的制備方法，步驟如下：

（1）硬脂酸改性氧化鋅：將10重量份?ZnO溶解在乙醇和去離子水中攪拌均勻，然后將0.7-0.9重量份的硬脂酸加入乙醇溶液中超聲溶解，最后將溶解的硬脂酸與ZnO溶液制成均勻混合體系，在40℃、pH=5條件下磁力攪拌2h后，烘干，研磨備用；

（2）將適量的去離子水、催化劑、分散劑加入容器中，在超聲下快速攪拌5-10min，然后把經改性后的ZnO加入其中，繼續攪拌25-30min；再向其中緩慢加入1重量份的PDMS乳液，并在40℃、pH=5條件下磁力攪拌20-25min后再加入固化劑，從而得到白色均勻的PDMS/ZnO復合溶膠；

（3）將表面處理干凈的鋼基體浸入到PDMS/ZnO復合溶膠中，然后進行浸漬提拉鍍膜，得到一定厚度的復合薄膜；最后，把浸漬提拉完畢的鋼基體在室溫下干燥后，120℃烘烤直到涂層充分交聯固化，制得PDMS/ZnO超疏水復合涂層。

優選地，所述催化劑為氨水。

優選地，所述分散劑為十二烷基磺酸鈉。

優選地，所述固化劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

本發明用低表面能的硬脂酸對ZnO粒子表面進行改性，最佳的改性條件是：硬脂酸含量為8%、反應溫度為40℃、pH=5，改性后的ZnO粒子的疏水性得到顯著提高。FTIR分析表明，ZnO粒子表面嫁接有疏水性的????????????????????????????????????????????????CH₃基團。涂層熱處理溫度為120℃時，涂層達到最佳的疏水條件。SEM分析可知，改性后的ZnO粒子和PDMS構建雙重粗糙結構的超疏水表面，其中水滴接觸角達到161°，滾動角5°，吸水率為5.8%。通過電化學分析發現涂覆PDMS/ZnO復合薄膜的碳鋼片，腐蝕電位為-615?mV，腐蝕電流密度為1.3×10^-6?A/cm²，純PDMS涂層阻抗比PDMS/ZnO涂層阻抗略小，是因為PDMS涂層與金屬基底表面接觸緊密，使得金屬基底表面發生鈍化。

具體實施方式

以下的實施例便于更好地理解本發明，但并不限定本發明。下述實施例中的實驗方法，如無特殊說明，均為常規方法。

實施例1

本發明的聚二甲基硅氧烷/氧化鋅超疏水復合涂層的制備方法如下：

（1）硬脂酸改性氧化鋅：將10g?ZnO溶解在8?mL乙醇和一定量的去離子水中攪拌均勻，然后將0.8g硬脂酸加入乙醇溶液中超聲溶解，最后將溶解的硬脂酸與ZnO溶液制成均勻混合體系，在40℃、pH=5條件下磁力攪拌2h后，在120℃下烘干，研磨備用；

（2）將一定量的去離子水、催化劑（氨水）、分散劑（十二烷基磺酸鈉）加入容器中，在超聲下快速攪拌5-10min，使之分散均勻，然后把經改性后的10g?ZnO加入其中，繼續攪拌25-30min。再向其中緩慢加入1g的PDMS乳液，并在40℃、pH=5條件下磁力攪拌20-25min后再加入固化劑（γ-氨丙基三乙氧基硅烷），從而得到白色均勻的PDMS/ZnO復合溶膠；

（3）將表面處理干凈的鋼基體浸入到PDMS/ZnO復合溶膠中，然后進行浸漬提拉鍍膜，將在鋼基體上形成一層均勻的薄膜，經過重復操作數次得到一定厚度的復合薄膜。最后，把浸漬提拉完畢的鋼基體在室溫下干燥20～30?min后，120℃烘烤直到涂層充分交聯固化，制得PDMS/ZnO超疏水復合涂層。