[發(fā)明專利]一種雙響應自修復超疏水涂層材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010170114.6
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111534190B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設計）人: 游波;倪惺惺
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/16;C09D7/61;C09D7/65;C09D7/63;C09D167/00;C09D133/04;C09D183/04
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

1.一種雙響應自修復超疏水涂層材料，其特征在于，包括：（a）至少一種為負載疏水性物質的聚多巴胺復合微球，（b）至少一種涂膜接觸角大于90度的基體樹脂，（c）非必須溶劑，（d）非必須粉體，（e）非必須助劑；各組分重量百分比為：負載疏水性物質的聚多巴胺復合微球1-50%，基體樹脂10-80%，溶劑0-80%，粉體0-50%，助劑0-20%，其總重量滿足100%；將載疏水性物質的聚多巴胺復合微球、基體樹脂、溶劑0-80%和助劑0-20%共混來制備涂料，成膜后涂層的接觸角大于150°、滾動角小于10°；當涂層受到環(huán)境破壞而失去超疏水性時，通過外界刺激，使聚多巴胺復合微球中包覆的疏水性物質釋放，實現(xiàn)超疏水涂層材料的自修復；

其中：負載疏水性物質的聚多巴胺復合微球，是通過表面活性劑和乳液液滴為模板，同時聚多巴胺在油水界面各向異性自組裝，構筑形成微納介孔結構微球，并繼續(xù)負載疏水性物質，制得具有近紅外和pH雙響應性能的疏水性復合微球；具體步驟如下：

（1）聚多巴胺微球的制備：將油性液滴模板分散在溶劑中，將表面活性劑溶解在去離子水中，將兩者混合后攪拌，形成均勻乳液，在乳液中加入緩沖鹽顆粒，配制一定pH的緩沖溶液，再加入多巴胺粉末，攪拌反應2-48 h，分離、洗滌，得到介孔聚多巴胺微球；

（2）聚多巴胺微球上負載疏水性物質：將疏水性油性小分子物質分散在溶劑中，加入步驟（1）得到的介孔聚多巴胺微球，攪拌2-48 h，分離、洗滌、干燥，得到微納介孔結構微球。

2.根據(jù)權利要求1所述的雙響應自修復超疏水涂層材料，其特征在于，步驟（1）中所述的油性液滴模板為分子量100-10000的烷基硅油、含氫硅油、含氟硅油、礦物油或液體石蠟中的一種或幾種；步驟（1）中的表面活性劑為陽離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑、二嵌段共聚物或三嵌段共聚物中的一種或幾種；步驟（2）中的疏水性油性小分子物質為分子量100-1000的烷基硅油、含氟硅油、甲氧基硅烷或乙氧基硅烷中的一種或幾種。

3.根據(jù)權利要求1所述的雙響應自修復超疏水涂層材料，其特征在于，所述基體樹脂為涂膜接觸角大于90°的醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯樹脂、聚氨酯樹脂、有機硅樹脂、有機氟樹脂、氨基樹脂、聚酯樹脂或聚有機硅氧烷樹脂中的一種或幾種。

4.根據(jù)權利要求1所述的雙響應自修復超疏水涂層材料，其特征在于，所述溶劑為去離子水、醇、苯、醚、醇醚、酮、酯或烴中的一種或幾種。

5.根據(jù)權利要求1所述的雙響應自修復超疏水涂層材料，其特征在于，所述粉體為經過表面疏水改性或未改性的無機粉體，具體為無機金屬氧化物、無機非金屬氧化物、不溶性碳酸鹽、不溶性硫酸鹽、不溶性磷酸鹽、不溶性氯化物或天然礦物中的一種或幾種。

6.根據(jù)權利要求1所述的雙響應自修復超疏水涂層材料，其特征在于，所述助劑為涂料中常用表面活性劑、分散劑、潤濕劑、增稠劑、流平劑、消泡劑、防流掛劑、防閃銹劑、防腐劑、耐老化劑或熱穩(wěn)定劑中的一種或幾種。

7.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的雙響應自修復超疏水涂層材料，其特征在于，當涂層受到環(huán)境破壞而失去超疏水性時，在NIR和pH下，聚多巴胺復合微球中包覆的疏水性物質釋放，實現(xiàn)超疏水涂層材料的自修復。

8.一種如權利要求1所述的雙響應自修復超疏水涂層材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

將負載疏水性物質的聚多巴胺復合微球、涂膜接觸角大于90°的基體樹脂、非必須溶劑、非必須粉體和非必須助劑，采用物理混合方法得到涂料，通過噴涂、刷涂或旋涂方法涂膜，在0-300℃干燥固化成膜，即得到雙響應自修復超疏水涂層材料，所述超疏水涂層材料的接觸角大于150°、滾動角小于10°。

9.一種如權利要求1所述的雙響應自修復超疏水涂層材料在不同基材表面的應用，其特征在于所述基材為金屬、塑料、玻璃或紙張中任一種，對基材附著力好，耐鹽霧性、耐化學性、耐老化性能好。

10.一種如權利要求1所述的雙響應自修復超疏水涂層材料在自清潔、抗污染、抗粘附或生物醫(yī)藥中任一種功能材料中的應用。