[發明專利]一種微膠囊型自修復超疏水涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201910218015.8
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN109971331B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 姚麗;周瑩;肖繪
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D7/63;C09D7/65;C08G12/32;B01J13/14;D21H19/24;D21H19/26
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 黃君軍

本發明公開了一種微膠囊型自修復超疏水涂層，由如下重量百分比的組分組成：聚合物基體35～51％和包覆氟硅烷的微膠囊49～65％。本發明的超疏水涂層具有較好的疏水性能，微膠囊內部儲存的氟硅烷，在表面自由能的驅動下遷移到膠囊表面，提供低表面能物質，在受磨損破壞后，從破裂的膠囊中釋放以修復受損的超疏水表面；微膠囊和聚合物基體共混形成“一體化”的自相似結構，表層的粗糙結構受損后，暴露出的新鮮表面仍然具有較高的粗糙度，大大減弱了化學腐蝕或外力磨損導致的低表面能組分損失和表面粗糙度降低，通過微膠囊和聚合物基體的協同作用，修復涂層受損的超疏水表面。本發明還提供了一種微膠囊型自修復超疏水涂層的制備方法。

技術領域

本發明屬于超疏水材料技術領域，具體涉及一種微膠囊型自修復超疏水涂層及其制備方法。

背景技術

超疏水表面(接觸角大于150°和滾動角小于10°)性能優異，因此在很多領域，如自清潔、抗腐蝕、防覆冰、減阻、防污等領域具有廣泛的應用前景。然而，人造超疏水表面在實際使用過程中耐久性不佳，容易因刮擦、磨損等物理破壞而喪失超疏水性能，大大限制了超疏水材料的應用。賦予超疏水材料自修復性能，在材料受損時自發啟動修復“程序”、彌補損傷對材料結構和組分造成的不利影響、修復受損的超疏水性能，可有效延長材料的使用壽命，對拓展其應用領域具有十分重要的意義。

目前，自修復型超疏水材料的構建主要有兩種途徑，一種途徑是構建自動補足低表面能組分的超疏水體系，對于單純疏水組分的缺失，只需及時補充表面的低表面能組分，利用其自發向材料表面遷移重排的特性，即可實現超疏水性的修復。關于這種途徑可以預先在基體內埋植低表面能物質，通過外援補充的方式來修復，如Wang等人“Self-healingsuperhydrophobic materials showing quick damage recovery and long-termdurability”,Langmuir,2017,vol.33,pp.9972-9978以及Chen等人“Fabrication of all-water-based self-repairing superhydrophobic coatings based on UV-responsivemicrocapsules”,Adv.Funct.Mater,2015,Vol 25,pp.1035-1041通過外援補充的方式來修復。此外，還可以通過本體補充的方式實現修復，如中國專利CN101791608中提出的自修復超疏水涂層的制備方法。這種方法構造出的自修復型超疏水涂層，一旦涂層表面的低表面能物質被紫外線或酸雨分解，涂層內部的低表面能分子能夠自發向涂層表面遷移，補充表層低表面能物質，從而實現對受損的超疏水性能的修復。然而，這種方法涂層構造步驟繁多，工藝較復雜，修復響應條件缺乏針對性，不適合大面積使用，故而在實際應用中有一定的局限性。