[發(fā)明專利]一種四元復合超親水涂層及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810301647.6
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108395741B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 顏軍;劉亞藍
• 申請（專利權）人: 寧波富納新材料科技有限公司
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D7/61;C09D7/62;C03C17/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發(fā)明公開了一種四元復合超親水涂層及其制備方法，該涂層由改性納米二氧化硅?氧化石墨烯?磺化納米碳管?多金屬氧酸鹽組成。首先，通過氨基硅烷改性納米二氧化硅水溶液，然后將其與氧化石墨烯水溶液、磺化納米碳管水溶液和多金屬氧酸鹽水溶液按比例進行混合，然后將溶液涂覆在基材上，經(jīng)60?200℃熱處理后，制備出四元復合涂層材料，該涂層具有自清潔抗靜電超親水性能。該制備方法高效、工藝過程簡單、綠色環(huán)保，適用于金屬、玻璃等基材要求自清潔和防霧性能的多種場合。

技術領域

本發(fā)明屬于材料學領域，涉及一種涂層材料，具體來說是一種基于改性納米二氧化硅-氧化石墨烯-磺化納米碳管-多金屬氧酸鹽的四元復合超親水涂層及其制備方法。

背景技術

近些年，由于在自清潔和防霧等領域擁有巨大的應用價值，超親水材料(材料表面與水的接觸角小于5°)已經(jīng)成為了開發(fā)和研究的熱點。傳統(tǒng)的超親水涂層往往具有較短暫的超親水性能，經(jīng)過水洗500次后或者耐摩擦1000次后就沒有親水效果而導致親水涂層失效，甚至影響基材的性能。原因有兩方面，一是親水涂層的表面電阻較高(大于10¹²Ω)容易吸附灰塵，二是涂層結構單一。因此，本發(fā)明采用氨基硅烷改性納米二氧化硅水溶液(化工時刊，2008,22(4)，26-28)與氧化石墨烯、磺化納米碳管水溶液和多金屬氧酸鹽水溶液(JunYan et al.Angew.Chem.Int.Ed.2009,48,4376–4380)四元復合體系制備超親水涂層，降低了涂層的表面電阻，同時也構筑了球形、片層和管狀復合網(wǎng)絡結構，提高了涂層的耐磨性能和耐水洗性能。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于改性納米二氧化硅-氧化石墨烯-磺化納米碳管-多金屬氧酸鹽的四元復合超親水涂層及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術中的涂層的超親水性能耐水洗性能不夠理想及不耐摩擦的問題。

本發(fā)明提供了一種基于改性納米二氧化硅-氧化石墨烯-磺化納米碳管-多金屬氧酸鹽的四元復合超親水涂層，該涂層采用如下方法制得：首先通過氨基硅烷改性納米二氧化硅水溶液，然后將其與氧化石墨烯水溶液、磺化納米碳管水溶液、多金屬氧酸鹽水溶液進行混合，再將混合溶液涂覆在基材上，經(jīng)60-200℃熱處理后，獲得四元復合超親水涂層。

上述技術方案中，所述的氨基硅烷改性納米二氧化硅水溶液(A)質量濃度為5-30％，氧化石墨烯水溶液(B)的濃度為0.01-1mg/ml，磺化納米碳管水溶液(C)的濃度為0.01-0.5mg/ml，多金屬氧酸鹽水溶液(D)的濃度為0.1-0.5mg/ml，A:B:C:D質量配比為1000:1:1:1～100:1:1:1。

所述的多金屬氧酸鹽中的金屬為鉬、鎢、釩中的兩種或三種。

所述的熱處理過程為：

a)在60-90℃烘烤5-15min；

b)在150-200℃烘烤10-60min。

本發(fā)明制得的四元復合超親水涂層的表面電阻為10⁶-10⁹Ω，水接觸角小于5°，水洗3000次后水接觸角無變化，耐摩擦1萬次后水接觸角無變化。

本發(fā)明和已有技術相比，克服了現(xiàn)有涂層超親水性能耐水洗性能不夠理想及不耐摩擦的問題，本發(fā)明所制備的涂層，具有優(yōu)異的親水性，水接觸角小于5°，表面電阻為10⁶-10⁹Ω，水洗3000次后水接觸角無變化，耐摩擦1萬次后水接觸角無變化。而且本發(fā)明的制備方法和工藝過程簡單、性能優(yōu)異。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發(fā)明進一步闡述，下面的闡述僅是為了解釋本發(fā)明的優(yōu)點和技術方案，并不對本發(fā)明進行限定。

實例1: