[發明專利]一種超疏水PDMS/Cu2O/SiO2/KH-550復合涂層材料的制備方法

在審

• 申請號: 201910167129.4
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN109913123A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 王標兵;沈業鵬;羅鐘琳
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D7/61;C09D7/63;C09D5/14
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 謝新萍

本發明公開了一種超疏水PDMS/Cu₂O/SiO₂/KH?550復合涂層材料的制備方法，屬于高分子材料改性和納米復合材料的制備技術領域。采用一鍋法，將PDMS、SiO₂、Cu₂O與KH?550加入溶劑中，在一定溫度下攪拌均勻，得到復合涂層材料。本發明制備出的超疏水涂層接觸角為150?160°，滾動角為1?5°，該涂層具有以下優點：制備方法簡單，成本低，適用性強，可用于大規模生產，具有較好的自清潔性。該材料可用于海洋防污、微反應、紡織、包裝、建筑涂料、管道涂料、船只涂料等防污防腐抗老化領域。

技術領域

本發明屬于高分子材料改性和納米復合材料的制備技術領域，具體涉及一種超疏水PDMS/Cu₂O/SiO₂/KH-550復合涂層材料的制備方法。

背景技術

仿生超疏水表面的制作方法已逐漸被關注和研究，近年來越來越多的學者將其研究重點轉移到了其功能化和應用上。特別是近十年，超疏水材料除了其固有的超疏水性，還賦予這類材料很多其他的優異性能，如自清潔、防凍、防腐蝕、減阻等性能。但現有的超疏水復合涂層材料還存在與界面粘附力不強，疏水性能較差，制備困難，難以大規模生產運用等問題。

對植物葉片和昆蟲皮膚的研究揭示了材料表面微米和納米級結構對超疏水性能有著重要影響。基于此，提出了通過構建表面結構制備超疏水表面的各種方法，一般而言超疏水表面的制備方法主要有模板法、電紡法、化學刻蝕法、激光和等離子體刻蝕法、氣相沉積法、溶膠凝膠法、納米粒子溶液法等。但上述方法，制作成本高、過程復雜，制作條件苛刻，難以大規模適用。

發明內容

本發明的目的在于在提供一種制備工藝簡單、可控、成本低、適合大規模生產的超疏水PDMS/Cu₂O/SiO₂/KH-550復合涂層材料的制備方法。本發明采用交聯的聚二甲基硅氧烷(PDMS)作為粘合劑，Cu₂O、SiO₂粒子構建具有雙粗糙度的超疏水涂層，并添加偶聯劑-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)，提高超疏水涂層的力學強度和耐久性。

本發明的一種超疏水PDMS/Cu₂O/SiO₂/KH-550復合涂層材料的制備方法為：

將PDMS、SiO₂粒子、Cu₂O粒子與偶聯劑KH-550按照質量比加入溶劑中，先進行高溫攪拌，再常溫攪拌1h，靜置后得到復合涂層材料，然后將其涂覆到基體材料上在90℃真空烘箱中固化1h，得到膜材料。

其中，PDMS與SiO₂粒子的質量比為5:1-1:5；PDMS與Cu₂O粒子的質量比為5:1-1:5；偶聯劑KH-550的質量為PDMS的0.1％-5％。

優選為：PDMS與SiO₂粒子的質量比為3:2-1:1；PDMS與Cu₂O粒子的質量比為3:1-2:1；偶聯劑KH-550的質量為PDMS的0.5％-2％。

SiO₂粒子與Cu₂O粒子為納米粒子或微米粒子中的一種或其組合物；

Cu₂O粒子與SiO₂粒子協同作用，提供微納結構，兩者一起構成荷葉效應，能夠更好的構成超疏水表面，同時Cu₂O具有殺菌的作用。

溶劑為甲苯、正己烷中的一種或其組合物。