[發明專利]一種控油粘防污自清潔無氟涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201811360986.8
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109609028B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 趙杰;張志輝;任露泉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D175/08;C09D7/61;C09D7/63;C09D7/65;C09D5/16
• 代理公司: 深圳智趣知識產權代理事務所(普通合伙) 44486
• 代理人: 崔艷崢

本發明公開了一種對各類油脂具有低粘附性的防污仿生涂層及其制備方法。該涂層以海豚彈性皮膚為基本研究模型，利用兼具高彈性模量和低表面能的聚合物材料交聯而成。通過控制涂層交聯密度，改變低表面能含量等參數控制，實現涂層對多種油類及低表面張力液體防粘附性能。該類涂層在靜態和動態環境下均可實現優異抗油污粘附性能。該類涂層可適用于多種基材表面，可應用于各類金屬、陶瓷、玻璃及各類高分子材料等表面。涂層與基地之間附著力強，具有良好的透明性，柔韌性、腐蝕防護等性能。本發明重點實用于通風設施葉片、通風櫥、抽油煙機等風機葉片部件，對于降低表面油漬、灰塵污染，減少能耗，提高工作效率，降低能耗具有良好的應用前景和經濟意義。

技術領域

本發明屬于新型高分子表面涂層，表面功能涂層技術領域，具體涉及一種控油粘防污自清潔無氟涂層及其制備方法。

背景技術

目前為止，針對防污損、自清潔表面設計及制備的研究頗多，但絕大多數功能表面致力于水滴相關污染防護及自清潔效應。相較而言，以各種油類為代表的低表面張力液體在表面的附著、污染造成影響更大，且表面清理更加困難。其中，在工廠排氣設備、各類櫥窗排氣扇以及家用抽油煙機等領域造成影響更為顯著。整個污染過程主要如下：首先，油氣在排氣扇葉片表面發生附著，隨后，空氣中灰塵等雜質在葉片表面粘附聚集，進一步油滴附著及灰塵沉積，最終形成油脂固化層。油脂固化層一旦形成，可顯著降低通風葉片抽氣效率，進一步增加能耗，增加對周邊環境污染。當前針對油類表面污染的研究主要集中于如下兩種策略：(1)通過構建具有楔形結構的粗糙度表面，來實現超疏油性能，盡管該策略能達到較好的防油粘附效果，然而楔形微納結構表面構建費時、費力，工藝繁瑣，不利于大面積制備，僅處于學術研究階段。(2)采用具有低表面能的氟化物材料為涂層最外層表面降低油類粘附，當前以聚四氟乙烯(特氟龍不粘鍋)為典型代表的含氟材料在控制低表面能類材料粘附方面實現了廣泛應用，然而，近年來隨著人類環保意識的增強，綠色可持續發展理念進一步深化，人們發現含氟類材料對人類健康、社會環境污染等方面帶來嚴重問題。因此，獲得一種工藝制備簡單、造價低廉且對人類健康和自然環境無氟化污染的控油粘防污自清潔涂層具有重要意義。

本發明首次公開一種對多種油滴及低表面能液體均具有超低粘附性能的涂層材料及其制備方法，該涂層以海豚彈性皮膚為基本研究模型，集高彈性模量和低表面能于一體，可完全避免氟化物成分的存在，屬于環境友好型功能涂層，符合綠色化學的概念。該類涂層在靜態和動態環境下均可實現優異抗油污粘附性能。該類涂層可適用于多種基材表面，可應用于各類金屬、陶瓷、玻璃及各類高分子材料等表面。涂層與基地之間附著力強，具有良好的透明性，柔韌性、腐蝕防護等性能。本發明重點實用于通風設施葉片、通風櫥、抽油煙機等風機葉片部件，對于降低表面油漬、灰塵污染，減少能耗，提高工作效率，降低能耗具有良好的應用前景和經濟意義。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種各種油類及其他低表面能液體抗粘附涂層及其制備方法。不同于現有常規技術，本涂層由綠色無污染的非含氟類材料構成，對多種基底材料均具有良好的附著性，可應用于多種類型通風設備葉片，通風櫥、抽油煙機類的關鍵防油污部件，用于動態及靜態油類污染防護。本發明一方面提供一種控油粘防污自清潔無氟涂料技術，另一方面在于提供相應的涂層制備方法。

在一個具體的實施例中，本發明提供了一種控油防污自清潔無氟涂層，該無氟涂層是通過前驅聚合溶液涂覆并固化處理制備，其中前驅聚合溶液由包含以下重量百分比的組分組成：

其中，組分C和組分D不為0；

所述前驅聚合溶液為濃度為10-80wt％含量的溶液。

進一步地，所述的彈性體聚合物A為彈性聚氨酯類預聚物或彈性聚硅橡膠類預聚物。