[發明專利]一種超疏水的光熱涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201811360036.5
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109439188B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 馬明國;曹文濤;馬暢;辛偉;邊靜;王波
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D7/62
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 張皓;嚴彩霞

本發明公開了一種超疏水的光熱涂層及其制備方法，該疏水涂層包括改性多層MXene化合物、改性單層MXene化合物、乙酸乙酯、聚二甲基硅氧烷和固化劑，其制備方法簡便，經噴涂后可以固定于不同基質上，其構成的疏水表面具有很好的機械、化學耐性。同時，所制備的疏水涂層具有很好的光熱性能，結合其優異的疏水性能，在光驅動領域具有很大的應用潛力。

技術領域

本發明屬于材料領域，具體而言，涉及一種超疏水的光熱涂層及其制備方法，該疏水涂層的制備方法簡便，經噴涂后可以固定于不同基質上，其構成的疏水表面具有很好的機械、化學耐性。同時，所制備的疏水涂層具有很好的光熱性能，結合其優異的疏水性能，在光驅動領域具有很大的應用潛力。

背景技術

超疏水表面(水接觸角(CA)大于150°，滑水角小于10°)由于其自清潔性、斥水性等其他優良的性能越來越受到人們的關注，具有廣泛的應用前景，如水收集、油/水分離、防霧化、防結冰、減阻等。在構建超疏水表面的方面，也已經發展了許多技術，如電沉積、化學氣相沉積、模板法、電紡絲、和光刻等技術。

然而，在軟硬基體上大規模制造這種防水表面的簡單而普遍的方法仍然具有很高的挑戰性。并且，與傳統的僅僅防水的超疏水表面相比，多功能化的超疏水表面的制備具有更大的應用潛力，已成為表面技術研究的熱點。

二維(2D)納米材料具有獨特的性能(如:高透光性、柔韌性、大表面積、可調電子結構等)，在廣泛的應用領域表現出優異的性能和適用性。MXenes作為一種新型的二維過渡金屬碳化物或碳氮化物，由美國德雷塞爾大學的Yury Gogotsi教授等人發現。其化學通式可用M_n+1X_nT_z表示，其中M指過渡族金屬(如Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Sc等)，X指C或/和N，n一般為1-3，T_z指表面基團(如O^2-、OH^-、F^-、NH₃、NH₄⁺等)。目前，MXenes已在儲能、吸附、傳感器、導電填充劑等領域展現出巨大的潛力，MXene作為一種新型的二維層狀化合物，具有優異的光熱轉換性能，在光熱/光動力治療領域具有廣泛的應用價值。改性后的MXene不僅具有優異的光熱性能，還具有良好的疏水性，有利于構建多功能的超疏水表面，在光驅動領域具有很大的應用潛力。然而，2D型MXenes具有很強的親水性，可能會在潮濕的空氣中導致不可避免的氧化，進而影響其可靠性。因此對其進行改性，進而改變其親水性能是一個重要的研究課題。

發明內容

針對傳統方法的問題，本發明提供了一種超疏水的光熱涂層，經噴涂后可以固定于不同基質上，其構成的疏水表面具有很好的自清潔性能，且具有很好的機械、化學耐性。

所述超疏水的光熱涂層包括改性多層MXene化合物、改性單層MXene化合物、乙酸乙酯、聚二甲基硅氧烷和固化劑，其中所述改性多層MXene化合物和所述改性單層MXene化合物的重量比為1:2至2:1。

優選地，根據本發明的所述超疏水的光熱涂層中所述改性多層MXene化合物和所述改性單層MXene化合物的重量比為1:1與2:1，更進一步優選為1:1。

優選地，所述超疏水的光熱涂層中，基于100重量份的所述改性多層MXene化合物和所述改性單層MXene化合物兩者的重量總量，所述聚二甲基硅氧烷用量為50至300重量份，進一步優選為50至200重量份，更進一步優選為150重量份。

優選地，所述超疏水的光熱涂層中，基于100重量份的所述改性多層MXene化合物和所述改性單層MXene化合物兩者的重量總量，所述乙酸乙酯用量為8000至13000重量份，進一步優選為9000至11000重量份，更進一步優選為10000重量份。