[發明專利]具有針狀表面結構的超疏水高黏附涂層薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 202010087949.5
• 申請日: 2020-02-12
• 公開（公告）號: CN111286267B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 于照鵬;宋云云;董利明;姜巍
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D191/06;C09D5/08;C09D7/61;C08J5/18;C08L83/04;C08L91/06;C08K3/22;B05D3/00;B05D3/04;B05D5/08;B05D7/24
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張俊范

本發明公開了一種具有針狀表面結構的超疏水高黏附涂層薄膜的制備方法，包括步驟：將四氧化三鐵鐵粉、聚二甲基硅氧烷混合攪拌均勻，獲得前驅體液；將前驅體液涂覆在基底上，在前驅體液靜置穩定后，均勻滴加棕櫚蠟酒精溶液懸濁液使前驅體液與棕櫚蠟分層；在基底下方添加磁鐵，前驅體液形成針狀結構并進行真空除氣固化，基底的表面固化的薄膜即為具有針狀表面結構的超疏水高黏附涂層薄膜。本發明方法制備過程簡單，生產成本低廉，耐腐蝕性能好，無毒且環境友好，易于批量生產；不受基底的尺寸和形狀限制，制得的涂層薄膜可作為涂層使用，也可作為薄膜單獨使用。

技術領域

本發明涉及一種超疏水薄膜的制備方法，特別是涉及一種具有針狀表面結構的超疏水高黏附涂層薄膜的制備方法。

背景技術

超疏水、高黏附涂層薄膜在食品保鮮、集水、微機械液滴轉移以及傳感器等領域已經獲得了越來越廣泛的應用。然而目前超疏水高黏附涂層薄膜的制備仍然存在一些挑戰，例如薄膜材料的合成方式復雜，成本高，生產效率低；部分薄膜材料的生產過程對環境有一定的污染；薄膜超疏水高黏附的表面往往需要后續的工序，即先涂覆薄膜，進而在表面進行超疏水高黏附處理，這也增加了生產工序和成本。因此如何簡化超疏水高黏附涂層薄膜的生產制備過程，減少批量生產的限制條件，提高其適用范圍是需要解決的技術問題。

發明內容

針對上述現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種具有針狀表面結構的超疏水高黏附涂層薄膜的制備方法，制備過程簡單，生產成本低廉，耐腐蝕性能好，無毒且環境友好，易于批量生產；不受基底的尺寸和形狀限制，能夠涂覆在大尺寸的金屬或非金屬材料基底表面。

本發明的技術方案是這樣的：一種具有針狀表面結構的超疏水高黏附涂層薄膜的制備方法，包括以下步驟：

S1、鐵粉分散：將四氧化三鐵鐵粉、聚二甲基硅氧烷的預聚物以及交聯劑混合攪拌均勻，獲得前驅體液，所述四氧化三鐵的質量與所述聚二甲基硅氧烷的預聚物以及交聯劑的質量和之比為0.1～2，所述四氧化三鐵粒徑不大于180微米；

S2、表面改性：將前驅體液涂覆在基底上，在前驅體液靜置穩定后，在所述前驅體液上均勻滴加棕櫚蠟酒精溶液懸濁液，所述棕櫚蠟與所述前驅體液在重力作用下自然分層，使所述棕櫚蠟與所述前驅體液的層厚比為0.1～1；

S3、針狀表面固化：在基底下方添加磁鐵，在所述磁鐵產生的磁場作用下，所述前驅體液形成針狀結構，將所述磁鐵、所述基底、所述前驅體液和所述棕櫚蠟一起進行真空除氣固化，所述基底的表面固化的薄膜即為所述具有針狀表面結構的超疏水高黏附涂層薄膜。

優選地，所述四氧化三鐵的質量與所述聚二甲基硅氧烷的預聚物以及交聯劑的質量和之比為0.5～1.5。

優選地，所述棕櫚蠟與所述前驅體液的層厚比為0.1～0.5。

優選地，所述步驟S3所述磁鐵產生的磁場的磁感應強度為0.3～0.5特斯拉。

優選地，所述步驟S3真空除氣固化時溫度為50～120攝氏度，時間為1～3小時。

本發明與現有技術相比，具有以下有益效果：

(1)該制備方法工藝簡單，成本低，一個工序內同時完成薄膜本體和超疏水高黏附表面的制備，并且薄膜材料無毒無害、環境友好。

(2)薄膜的潤濕性由形成的針狀結構決定，因此可以容易地根據需要調整鐵粉添加量及磁場的磁感應強度進而調整表面針狀結構的尺寸和密度，改變薄膜的潤濕性。

(3)聚二甲基硅氧烷聚合物的化學惰性顯著增強薄膜耐腐蝕性能，延長薄膜的使用壽命。

(4)該薄膜能夠被制成任意大小、形狀，不受尺寸的限制，易于批量生產。能夠涂覆在大尺寸的金屬或非金屬材料基底表面，如鎂合金、鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼鐵、塑料、玻璃等基底上，即可作為涂層使用，也可作為薄膜單獨使用。