[發明專利]一種超疏水涂層及制備方法

有效

• 申請號: 202010866692.3
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN112143332B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 汪存東;胥蘭;喻華兵;郭錦程
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D167/06;C09D175/04;C09D5/16;C01G23/053;C01G23/08
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 嚴超

本發明提供一種超疏水涂層及制備方法，所述超疏水涂層的制備原料包括微納米二氧化鈦及樹脂體系，所述超疏水涂層是所述制備原料經過混合后再經表面修飾劑處理后而得；混合時，所述微納米二氧化鈦與所述樹脂體系的質量比為1：(1～4)，所述樹脂體系包括樹脂及固化劑；所述微納米二氧化鈦為具有微納米分級結構的微球，球體直徑為微米級尺寸，微球表面上有與球體生長在一起的納米級片花。本發明的有益效果在于：由于微納米結構是一個整體，要比由納米粒子團族形成的微納米結構更穩定；粘接的很牢固，摩擦時微球不易脫落，微球表面的納米花片相互連接，分布均勻，與微球是一個整體，具有更好的穩定性，使制備的涂層具有較好的耐磨性。

技術領域

本發明屬于涂層領域，具體涉及一種超疏水涂層及制備方法。

背景技術

超疏水涂層可用于汽車防霧、電子產品防水、高壓線防結冰、金屬材料防腐、流體減阻、建筑物幕墻防污等領域。其組成憎水涂層相關材料的制備原理是仿生荷葉效應，從仿生學的角度講，實現超疏水表面的關鍵是構造具有精細微納米粗糙表面。

目前很多研究者利用納米或其余小顆粒物質制造出超疏水涂層，但大多數涂層的耐磨性都不是很理想，達不到實用的要求，最根本的原因是很多方法都是采用納米粒子隨意團族構造出微納米結構，涂層受到機械磨損時的納米粒子之間很容易分離脫落，從而微納米粗糙結構遭到破壞，使涂層的失去超疏水性。

如何保證材料表面既有良好的超疏水性，又兼具較強的機械穩定性，是當前超疏水材料走入實際應用領域急需解決的關鍵難題。D.Wang等在 Design of robustsuperhydrophobic surface中利用光刻、冷/熱壓等微細加工技術在不同的材料上構筑出微納米結構，微米結構提供機械耐磨性，而納米結構起到超疏水作用，在涂層受到磨損時，微米結構起到“鎧甲”的保護作用，保護著納米結構免遭磨損，從而使涂層具有了很好的耐磨性，這種方法工藝復雜，設備成本高。Xie J,Hu J,Lin X等在Robust and anti-corrosive PDMS/SiO₂ superhydrophobic coatings fabricated on magnesium alloyswith different-sized SiO₂ nanoparticles中報道用兩種不同尺寸的二氧化硅納米顆粒在鎂合金表面制備了聚二甲基硅氧烷/二氧化硅復合涂層，在100g重物的載荷，240目的砂紙的測試條件下兩個循環仍可保持超疏水性，由于是由納米粒子團族形成的微納米粗糙結構，摩擦時粒子之間還是容易分離脫落。不僅如此，研究者在耐磨超疏水涂層方面也進行了很多研究，Guo,C.等在 Preparation of a wear-resistant,superhydrophobic SiO₂/silicone-modified polyurethane composite coating through a two-step sprayingmethod中利用有機硅改性的聚氨酯，先用噴涂法制備有機硅改性聚氨酯底膜，在半固化的時候再次使用噴涂法嵌入疏水的二氧化硅納米粒子，最后一起固化，形成 SiO₂/SiPU超疏水涂層，該復合涂層具有良好的耐磨性、耐腐蝕性和自清潔特性，這種方法涂層是分層的，底層是粘合劑，面層是納米粒子，粒子與粘合劑的粘接面不大，會影響到涂層的耐磨性能。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種超疏水涂層及制備方法。

具體技術方案如下：

一種超疏水涂層，其不同之處在于，所述超疏水涂層的制備原料包括微納米二氧化鈦及樹脂體系，所述制備原料經過混合后再經表面修飾劑改性處理后制備而得；混合時，所述微納米二氧化鈦與所述樹脂體系的質量比為1： (1～4)，所述樹脂體系包括樹脂及固化劑；

所述微納米二氧化鈦為具有微納米分級結構的微球，球體直徑為微米級尺寸，微球表面上有與球體生長在一起的納米級片花；

所述表面修飾劑為低表面能物質。