[發明專利]一種超疏水涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201810166903.5
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108264802A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 潘勤鶴;劉群;王芙香
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: C09D105/08
• 分類號: C09D105/08;C09D7/62
• 代理公司: 福州科揚專利事務所 35001
• 代理人: 嚴歡

本發明涉及一種超疏水涂層及其制備方法，包括以下步驟：首先，以正硅酸乙酯為硅源制備SiO₂微粒；將過濾并烘干得到的SiO₂微粒利用三甲基氯硅烷溶液疏水改性，獲得疏水SiO₂微粒；將疏水SiO₂微粒分散于分散液中，并與殼聚糖溶液充分混合，從而獲得一種超疏水涂層。

技術領域

本發明涉及一種超疏水涂層及其制備方法，屬于化工及功能材料的技術領域。

背景技術

超疏水涂層是與水的接觸角(WAC)>150°、滾動接觸角(SA)<10°的涂層。超疏水涂層具有優異的表面性能，如自清潔、防水、防腐蝕、抗污染等，在工業和日常生活中有著巨大的應用前景，越來越受到廣泛關注。常見的超疏水涂層的制備方法有溶膠-凝膠法、電化學沉積法、模板法、粒子填充發、自組裝法等，雖然已經報道了多種方法制備超疏水涂層，但受其工藝條件限制很難實現大規模工業化應用，因此，研究一種方法簡便、易于操作、可大規模生產的超疏水涂層及其制備方法具有重要的應用價值和實際意義。邱建輝等人利用全氟辛基三乙氧基硅烷改性的納米碳酸鈣微粒和噴膠制備超疏水涂層(Chen B,Qiu J,SakaiE,et al.Robust and Superhydrophobic Surface Modification by aPaint AdhesiveMethod:Applications in Self-Cleaning after Oil Contamination and Oil-WaterSeparation[J].Acs Appl Mater Inter,2016,8(27):17659-17667.)該方法成功制備出了性能優異的超疏水涂層，同時存在改性劑昂貴、含氟改性劑有害等需要改善的地方。

發明內容

為了解決現有技術所存在的上述問題，一種方法簡便、易于操作、可大規模生產的超疏水涂層及其制備方法。

本發明的技術方案如下：

一種超疏水涂層，由以下方法制得：利用三甲基氯硅烷溶液疏水改性SiO₂，將疏水改性的SiO₂微粒置于分散液中混合均勻，接著將獲得的疏水SiO₂微粒分散液與殼聚糖溶液混合，即獲得一種超疏水TMCS/SiO₂涂層；所述分散液為水與乙醇混合溶液。

進一步的，所述SiO₂制備方法包括以下步驟：分別稱取80-100mL無水乙醇，5-15mL氨水，6-10mL純水于燒杯中，充分攪拌混合均勻，加入8-30g正硅酸乙酯，滴加完成后，溫度控制在50-90℃的條件下持續攪拌10-30h，獲得SiO₂微粒混合液，將SiO₂微粒混合液充分烘干干燥，得到SiO₂微粒。

本發明還包括一種制備上述超疏水涂層的方法，包括如下步驟：

S1、SiO₂微粒的制備；

S2、將步驟S1獲得的SiO₂微粒置于三甲基氯硅烷溶液中浸泡0.5-5h，過濾并干燥，獲得三甲基氯硅烷疏水改性的SiO₂微粒；

S3、將步驟S2處理后的疏水改性的SiO₂微粒置于分散液中，經攪拌、超聲充分分散，獲得疏水SiO₂微粒分散液，所述分散液為水與乙醇混合溶液。

S4、將步驟S3獲得的疏水SiO₂微粒分散液與殼聚糖溶液充分混合，分散均勻，從而獲得一種超疏水涂層。

進一步的，步驟S1中的正硅酸乙酯加入方式為逐滴加入，并且滴加過程控制在1-2h滴加完成。

進一步的，步驟S1和S2所述的干燥溫度為50-90℃。