[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

本發明公開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。首先通過旋涂法制備疏水硅橡膠與納米無機物雜化基底；接著注入潤滑液構筑超滑硅橡膠/無機物納米粒子動態雙疏涂層。本發明考察雜化基底成分對基底表面潤濕性能以及潤滑液粘度和用量對涂層的動態雙疏性能及其穩定性、剪切穩定性和熱穩定性的影響。本發明硅橡膠/無機物納米粒子涂層對水和油酸的滑動角值分別在1.64～2.84°和2.11～7.46°范圍；具有優異動態雙疏、自修復、剪切穩定和熱穩定性能。該動態雙疏雜化涂層對不同表面能、不同溫度和不同酸堿性液體污染物顯示優良的自清潔作用。

技術領域

本發明屬于自清潔和自修復超潤滑涂層材料和表界面材料領域，具體涉及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。

背景技術

受到自然界抗潤濕表面的啟發，仿荷葉超疏水和仿豬籠草潤滑液注入的超滑表面（或涂層）受到廣泛的重視和報道，針對不同需求和用途從這兩類中選擇合適的抗濕表面材料。與天然蠟以及微\納米粗糙結構的協同作用使荷葉具有疏水性和自清潔性相比，豬籠草利用口緣區內壁多孔結構“鎖住” 的一層蠟狀粘液物質（自分泌）而呈現（動態）雙疏和多功能性。因此，仿豬籠草口緣區的超滑表面是通過將一種低表面能液體（潤滑液）注入呈微/納米孔粗糙結構基底，以一薄層潤滑液取代粗糙結構孔隙之間的空氣，形成光滑、連續、化學性質均一的潤滑液表層而形成的固/液復合結構。Aizenberg等首次對這種固液復合結構提出超滑液體灌注多孔表面（Slippery liquid infused porous surfaces）或超滑液體灌注表面（lubricant-infused slippery surface）的概念（Aizenberg J., et al., Nature,2011, 477, 443）。這種超滑表面（或涂層）具有較低的滑動角和接觸角滯后而顯示優異的疏液、不粘附、自修復等特性，成為表界面領域的研究熱點，并在自清潔、防污、防覆冰、防霧、防霜、防腐蝕、減阻、油水分離、微流體控制、刺激響應和透光性等諸多領域都具有廣闊的應用前景（Levkin P. A., et al., Adv. Func. Mater., 2019, 29(4): 1802317）。構筑潤滑液注入型的超滑微納米結構涂層是實現動態雙疏性能的一種重要策略。至今，對于超滑液體灌注多孔表面的研究尚處于積極探索階段，前人報道超滑表面構建方法主要包括基底制備、基底修飾（保證基底與潤滑液具有良好的化學親和力）、潤滑油選擇、潤滑油灌注等四個方面（① Yang, Y. M. et al., Colloid Polym. Sci., 2018, 296(2): 319-326; ② Shiratori, S., et al., Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6(16):13985;③ Wong, T. S. and Aizenberg, J., et al., Appl. Phys. Lett., 2013, 102(23):231603；④ 張達威等, 表面技術, 2019, 48(1): 90-101；⑤ 張慶華等，化學進展，2016,28(1): 9-17）。