[發明專利]一種潤滑液注入型超滑硅橡膠/納米無機物動態雙疏雜化涂層及其構筑方法和應用

有效

• 申請號: 202010108288.X
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111266277B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 關懷民;荀瑞芝;童躍進
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: B05D5/00
• 分類號: B05D5/00;B05D7/24
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司 35208
• 代理人: 王義星

1.一種潤滑液注入型超滑硅橡膠/無機物納米粒子動態雙疏雜化涂層的構建方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）旋涂法硅橡膠與無機物納米顆粒雜化基底的制備

首先將其A組分與B組分的質量比為10:1的道康寧Sylgard 184預聚物與一系列不同質量的無機物納米顆粒和適量環己烷混合于不同的容器中，超聲并磁力攪拌促進三者的混合和無機物粉末的分散形成各自的懸浮液，將各自容器中的均勻分散的各種上述懸浮液滴于放置在勻膠機上的相應的潔凈玻片上，以300 rpm的速度旋涂10 s，接著提高轉速至800rpm繼續旋涂40 s，旋涂后的雜化物試樣在100℃加熱硫化70 min獲得一系列不同納米無機物含量的硅橡膠/無機物雜化基底，并測定雜化基底的化學成分、微觀形貌和潤濕特征；

（2）潤滑液注入型超滑硅橡膠/無機物納米粒子動態雙疏雜化涂層的構筑

在由步驟（1）制備獲得的一系列不同納米無機物含量的硅橡膠/無機物雜化基底上各自滴加50 μL 潤滑液，靜置2～6 min待潤滑液自發地潤濕整個雜化基底表面，隨后用勻膠機以2000 rpm的速度旋轉40 s以除去多余的潤滑液，得到潤滑液注入的一系列含有不同納米無機物含量的超滑硅橡膠/納米無機物動態雙疏雜化涂層；

（3）潤滑液注入型超滑硅橡膠/無機物納米粒子動態雙疏雜化涂層的剪切穩定性及其測試

分別以300~10000 rpm的轉速旋轉固定在勻膠機上的一系列雜化涂層至少1 min；經剪切作用后，含較低粘度潤滑液的雜化涂層對水和油酸接觸角值稍有改變，而含較高粘度潤滑液的雜化涂層對水和油酸接觸角值維持在較高水平；含較低粘度潤滑液的雜化涂層的滑動角雖然隨著剪切力的增加略微增大，但是仍然保持良好的潤濕性能，其對水和油酸的滑動角分別小于6和8°，而潤滑液粘度較高的雜化涂層仍然具有優異的動態雙疏性能，滑動角均小于4°；含潤滑液粘度較大的雜化涂層比粘度較小的雜化涂層具有更穩定的動態雙疏性能；

（4）潤滑液注入型超滑硅橡膠/無機物納米粒子動態雙疏雜化涂層的熱穩定性及其測試

將注入不同粘度潤滑液的雜化涂層置于200 ℃烘箱中分別熱處理1~15 h后測定接觸角和滑動角值，考察涂層的熱穩定性；含低粘度潤滑液的雜化涂層對水和油酸接觸角和滑動角值隨著熱處理時間的延長變化明顯，而含高粘度潤滑液的雜化涂層對水和油酸接觸角和滑動角值變化甚小，其滑動角值均小于5°。

2.根據權利要求1所述的一種潤滑液注入型超滑硅橡膠/無機物納米粒子動態雙疏雜化涂層的構筑方法，其特征在于，步驟（1）中所述的無機物納米粒子選自TiO₂、SiO₂、ZnO₂和Al₂O₃中的一種，納米無機物粉末質量在20～100%范圍。

3.根據權利要求1所述的一種潤滑液注入型超滑硅橡膠/無機物納米粒子動態雙疏雜化涂層的構筑方法，其特征在于，步驟（2）中所述的潤滑液采用二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油或二乙基硅油。

4.根據權利要求1所述的一種潤滑液注入型超滑硅橡膠/無機物納米粒子動態雙疏雜化涂層的構筑方法，其特征在于，步驟（2）中所述的50 μL潤滑液的粘度在10～300 mPa·s。

5.根據權利要求1所述的一種潤滑液注入型超滑硅橡膠/無機物納米粒子動態雙疏雜化涂層的構筑方法，其特征在于，潤滑液注入型超滑硅橡膠/無機物納米粒子動態雙疏雜化涂層的潤濕性能及其測試：分別將30 μL蒸餾水和15 μL油酸液滴落在水平的硅橡膠/無機物納米粒子雜化涂層表面，啟動液滴形狀分析儀的程序旋轉樣品臺直到蒸餾水或油酸從涂層表面滾落或滑落，記錄液滴開始移動的臨界傾斜角度即滑動角；每個雜化涂層試樣至少選取3個不同區域進行測試，取其平均值；硅橡膠/納米無機物雜化涂層顯示對水和油酸的滑動角分別小于3和8°，潤滑液注入型超滑硅橡膠/無機物納米粒子雜化涂層具有優異的動態雙疏性能。