[發(fā)明專利]一種適于廣泛基體的超疏水/超疏油涂層及其制備方法

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• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107033718A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐新德;楊月青;沈春麗;董福營;祝文靜;潘義川;張帥;許有福;韓念鳳
• 申請（專利權(quán)）人: 山東交通學(xué)院
• 主分類號: C09D133/16
• 分類號: C09D133/16;C09D7/12;D06M15/277;D06M11/79;D21H19/20;D21H19/14;C08J9/42;D06M101/06;C08L75/04
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司37219
• 代理人: 王緒銀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適于廣泛基體的超疏水/超疏油涂層及其制備方法，屬于有機(jī)無機(jī)復(fù)合功能材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，超疏水表面及其應(yīng)用引起人們的廣泛關(guān)注。超疏水表面一般可以通過兩類技術(shù)路線來制備：一類是在低表面能的疏水材料表面上構(gòu)建具有微/納結(jié)構(gòu)的超疏水表面，另一類是在自然界生物的長期進(jìn)化中形成的，例如許多植物的葉片具有自清潔效應(yīng)。由于水珠與超疏水材料表面的接觸角非常小且極易表面滾落，因此超疏水性表面在自清潔、防水、防潮、抗凍結(jié)等領(lǐng)域具有十分廣泛的應(yīng)用前景。

在實際應(yīng)用中，往往不僅要求材料表面具有超疏水性，還要求同時具備超親油性，即同時抑制油和水的浸潤作用。中國專利CN104911918A公開了一種耐久性超疏水超疏油紡織品整理劑，由納米級硅材料、含氟聚醚、異氰酸酯類化合物、催化劑和溶劑組成。中國專利CN103951278A公開一種超疏水超疏油增透玻璃表面層及其制備方法，先通過CF₃/O₂等離子體刻蝕玻璃本體表面來構(gòu)建亞微米粗糙結(jié)構(gòu)，然后化學(xué)鍵合一層SiO₂納米多孔層，通過添加致孔劑調(diào)控空間填充因子，構(gòu)建成具有懸垂結(jié)構(gòu)的雙級粗糙玻璃表面層，最后進(jìn)行氟化修飾以降低表面自由能，所得玻璃表面層均達(dá)到超疏水超疏油的自清潔標(biāo)準(zhǔn)，且兼具優(yōu)良的透光性。中國專利CN104372527A公開了一種通過靜電紡絲技術(shù)制備含氟N-取代聚氨酯超疏水超疏油薄膜的方法，包括預(yù)聚體的合成、擴(kuò)鏈反應(yīng)、聚陰離子的生成、含氟N-取代聚氨酯的制備、聚合物電紡絲薄膜的制備等步驟。在傳統(tǒng)聚氨酯的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將N位上氫用含氟單體取代，合成了含氟N-取代聚氨酯，并采用靜電紡絲的方法制備了含氟N-取代聚氨酯超疏水超疏油薄膜，具有超強(qiáng)的防水防油性能及自清潔能力。中國專利CN103626403A公開了一種透明超雙疏涂層的制備方法，采用溶膠-凝膠法制備雜化硅溶膠懸浮液，將懸浮液噴涂在玻璃基體表面，通過高溫氧化和表面氟硅烷修飾得到涂層，具有優(yōu)良的超疏水性、超疏油性和透光性。中國專利CN105499092A公開了一種透明超雙疏表面層及層層原位噴涂反應(yīng)制備法，先采用噴槍以相同的噴涂工藝先后將底漆溶液和面漆溶液層層原位噴涂在基體上，再先后噴涂醋酸水溶液和氟硅烷溶液，常溫固化后即獲得透明超雙疏表面。中國專利CN103788853A公開了一種聚氨酯/二硫化鉬超疏水、超疏油薄膜涂層的制備方法，先通過噴涂法制備聚氨酯/二硫化鉬復(fù)合微/納米等級粗糙表面，再通過1H,1H,2H,2H-全氟辛氧基三氯硅烷修飾涂層，得到的涂層表面具有超雙疏性。中國專利CN101824273A公開了一種含氟聚合物/無機(jī)納米雜化粒子改性的紫外光固化涂料，該涂料同時具有超疏水和超疏油功能。中國專利CN103143493A公開了一種超雙疏自清潔表面精細(xì)納米結(jié)構(gòu)的種植方法，獲得超雙疏自清潔表面精細(xì)納米結(jié)構(gòu)。中國專利CN103408709A公開了一種水性含氟聚合物和二氧化硅雜化材料及其制備而成的透明超雙疏涂層，該雜化材料由水溶性單體、末端為環(huán)氧基團(tuán)的單體、含氟單體及表面接枝有雙鍵的無機(jī)納米粒子進(jìn)行聚合反應(yīng)得到。中國專利CN104627952A公開了一種利用光刻法制備柔性超疏水超疏油結(jié)構(gòu)的方法。但綜上技術(shù)，其制備超疏水/超疏油涂層方法步驟繁瑣，且與基體的結(jié)合牢固性差，應(yīng)用的持久性難以滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種適于廣泛基體的超疏水/超疏油涂層及其制備方法。

本發(fā)明所述適于廣泛基體的超疏水超疏油涂層的制備方法，是先制備由納米二氧化硅顆粒、含氟聚合物、固化劑和有機(jī)溶劑均勻混合的溶液，采用浸涂法，將廣泛基體浸漬于制得的溶液中，超聲分散，然后取出廣泛基體自然晾干或經(jīng)真空干燥，即在廣泛基體的表面獲得一層超疏水/超疏油涂層；其中，所述廣泛基體是固形物金屬、玻璃、棉纖維、濾紙或聚氨酯泡沫；所述超聲分散的時間是20～60s；所述自然晾干的時間是24～48h；所述真空干燥的方法是：室溫條件下真空干燥6～12h；

其特征在于：

所述的混合溶液是按重量比計，將納米二氧化硅顆粒:含氟聚合物:固化劑:有機(jī)溶劑為1～5:1:0.1～0.5:50～100進(jìn)行混合，超聲分散30～50分鐘后制成；其中：

所述的納米二氧化硅粒徑為20～100納米；

所述的含氟聚合物為甲基丙烯酸縮水甘油酯與全氟己基乙基丙烯酸酯的共聚物，其結(jié)構(gòu)式為：

其中n＝5～30，m＝70～95；