[發明專利]一種耐磨自清潔超雙疏涂層及制備方法

有效

• 申請號: 202011293068.5
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112375244B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 康翼鴻;喻學鋒;吳列;程文杰;楊新耕
• 申請（專利權）人: 武漢中科先進技術研究院有限公司
• 主分類號: C08J7/046
• 分類號: C08J7/046;C08J7/04;C08J7/06;C08L25/06;C08L67/02;C08L69/00;C08L23/12;C08L33/12;C23C14/35;C23C14/20;C25D11/02;C03C17/38
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本發明提供一種耐磨自清潔超雙疏涂層及制備方法，在透明基材上構造凹槽型微結構繼而在其上生長納米結構，再進行低表面能修飾，最終在透明基材上構筑耐磨自清潔超雙疏涂層。本發明涂層的水油接觸角150°，滾動角10°，透明度高，具有優異的耐磨擦性、耐腐蝕、耐鹽霧、抗老化性能，耐久性好，有效解決了超雙疏涂層中普遍存在的透光率和機械強度不足的問題。

技術領域

本發明涉及納米材料制備技術領域，具體涉及一種耐磨自清潔超雙疏涂層及制備方法。

背景技術

超雙疏表面在自清潔建筑物外墻、自清潔穿戴設備、自清潔太陽能電池板、汽車防水玻璃、輸油管道減阻、電子器件防水等領域得到廣泛應用。超表面是指液體在表面保持較大的接觸角(＞150°)，較低的滾動角(＜10°)。目前的超雙疏表面通常是受荷葉表面啟迪,通過降低表面能以及構造材料界面上納米級別的粗糙度得到，這種設計通常被認為能有效抑制液體和固體界面之間的接觸。

超雙疏表面與單一的超疏水表面略有不同，超雙疏表面通常需要借助比較復雜的微/納米加工手段制備特定的雙內凹微/納米結構，該方法難以大面積制備，所用基材也比較限定，難以實現產業化。

近年來，盡管已通過許多方法制備出超疏水表面，如涂層法,專利《一種具有普適性的超雙疏表面及其制備方法，201310633591.1》，以及刻蝕法《一種透明抗菌超疏水涂層及其制備方法201810198380.2》，但由于制備的表面耐久性與機械性能，尤其耐磨性能較差，此外也存在著透明性差、難以耐高溫、耐紫外線等缺陷，這大大限制了其在生活中的應用。

發明內容

有鑒于現有的超雙疏表面存在的機械強度差、耐久性不足、附著力差、表面不耐劃傷，以及透明性差，不耐高溫及紫外等問題，本發明提供一種耐磨自清潔超雙疏涂層及制備方法，有效解決了超疏水性、高透光率和機械強度無法兼具的問題。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

在透明基材上構造凹槽型表面微結構繼而在其上生長納米結構，再進行低表面能修飾，最終在透明基材上構筑耐磨自清潔超雙疏涂層。

本發明所述透明基材包括玻璃、聚苯乙烯(PS)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；

本發明所述耐磨自清潔超雙疏涂層在上述基材上水接觸角均150°，滾動角均10°；

本發明所述耐磨自清潔超雙疏涂層在上述基材上各種油滴接觸角均150°,滾動角均10°；

上述油滴包括四氫呋喃、乙酸乙酯、環己烷中的一種或多種；所述耐磨自清潔超雙疏涂層不同基材上水接觸角和油接觸角數據見實施例；

所述耐磨自清潔超雙疏涂層經過疏水疏油測試，水滴和油滴不沾涂層表面而成水珠狀滾落；

所述耐磨自清潔超雙疏涂層進行高溫加速老化試驗，將測試樣品放入至200℃烘箱，測試1500-2000小時，老化前后水和油接觸角損失值＜1％且涂層無明顯脫落、剝離、起皺現象；

所述耐磨自清潔超雙疏涂層進行6H-8H鉛筆硬度測試，測試前后水和油接觸角損失值＜1％且涂層在經過乙醇浸潤過的軟布擦拭干凈后無明顯劃痕；

所述耐磨自清潔超雙疏涂層進行雙85試驗測試，即樣品放置到溫度85℃，濕度75％-85％的測試腔中老化1000-1500小時，老化前后水和油接觸角損失值＜1％且涂層無明顯脫落、剝離、起皺現象；

所述耐磨自清潔超雙疏涂層進行紫外線老化測試，測試方法為日本標準汽車零件耐候性試驗方法JIS D 0205-1987；老化前后水和油接觸角損失值＜1％且涂層無明顯脫落、剝離、起皺現象；