[發明專利]一種可調控液體粘附性的大面積超疏水涂層的制備方法

有效

• 申請號: 202011303754.6
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112409859B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 矯維成;李君
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C09D127/18
• 分類號: C09D127/18;C09D163/00;C09D7/63
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 裴閃閃

一種可調控液體粘附性的大面積超疏水涂層的制備方法。本發明屬于超疏水涂層及其制備領域。本發明的目的是為了解決現有制備方法存在的過程繁瑣、成本高、以及現有實驗室方法不適用于制備可調控液體粘附性的大面積超疏水涂層的技術問題。本發明的方法：先將聚四氟乙烯顆粒溶解在丙酮中，然后將環氧樹脂溶解在丙酮中，混合得到PTFE/環氧樹脂混合液，然后滴加氟硅烷和胺類固化劑，得到超疏水涂層溶液，最后將超疏水涂層溶液噴涂至基底表面，固化，得到超疏水涂層。本發明通過控制噴涂工藝中的噴涂壓力，對制備的超疏水表面的微納結構進行可控設計，從而實現水滴粘附性的可控，適用于防除冰、自清潔、液滴轉移/收集設備和水滴圖案設計等領域。

技術領域

本發明屬于超疏水涂層及其制備領域，具體涉及一種可調控液體粘附性的大面積超疏水涂層的制備方法。

背景技術

超疏水表面通常被認為是水接觸角大于150°，滾動角小于10°的表面，可通過設計表面粗糙度和低表面能物質制備得到。荷葉表面，水黽，壁虎腳等許多自然生物引起了眾多研究者的關注。基于超疏水原理，自清潔表面，油水分離，防除冰等領域被逐漸應用。以荷葉和玫瑰花瓣為例，荷葉表面的水接觸角數值大，滾動角小，水滴難以停留在荷葉表面；玫瑰花瓣表面的水接觸角同樣數值很大，但其滾動角較大，水滴在其表面呈現高粘附態。

相關文獻報道了一種可在不同潤濕之間轉換的超疏水表面，以形狀記憶聚氨酯(SMP)為基體，制備出仿生微陣列表面，借助SMP的形狀記憶性能，可實現對材料表面形貌的調控，進而實現在“玫瑰花瓣效應”和“荷葉效應”之間的可逆切換。但是該種方法制備過程繁瑣，需要使用高精度加工技術加工模具，并采用模板法制備仿生陣列，成本較高，而實驗室方法，在大面積表面應用存在困難，限制了其在實際生產中的應用。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有制備方法存在的過程繁瑣、成本高、以及現有實驗室方法不適用于制備可調控液體粘附性的大面積超疏水涂層的技術問題，而提供一種可調控液體粘附性的大面積超疏水涂層的制備方法。

本發明的一種可調控液體粘附性的大面積超疏水涂層的制備方法按以下步驟進行：

一、將聚四氟乙烯顆粒溶解在丙酮中，磁力攪拌至混合均勻，得到聚四氟乙烯溶液；

二、將環氧樹脂溶解在丙酮中，攪拌至環氧樹脂完全溶解，得到環氧樹脂溶液；

三、將聚四氟乙烯溶液和環氧樹脂溶液混合，得到PTFE/環氧樹脂混合液，然后向PTFE/環氧樹脂混合液中滴加氟硅烷，再加入胺類固化劑，先磁力攪拌、然后超聲處理、再磁力攪拌，得到超疏水涂層溶液；

四、將超疏水涂層溶液噴涂至基底表面，噴涂距離為10cm～20cm，噴涂壓力為0.1bar～2bar，噴涂速度10mm/s～30mm/s，噴涂完成后固化，得到超疏水涂層。

進一步限定，步驟一中所述聚四氟乙烯顆粒的質量與丙酮的體積的比為1g：(3～5)mL。

進一步限定，步驟一中所述磁力攪拌時間為10min～30min。

進一步限定，步驟二中所述環氧樹脂的質量與丙酮的體積的比為1g：(1～2)mL。

進一步限定，步驟三中所述PTFE/環氧樹脂混合液中聚四氟乙烯顆粒與環氧樹脂的質量比為(2～3)：1。

進一步限定，步驟三中所述氟硅烷的質量為聚四氟乙烯顆粒和環氧樹脂總質量的1％～5％。

進一步限定，步驟三中所述胺類固化劑的質量與環氧樹脂的質量比為(8～30)：100。

進一步限定，步驟三中先磁力攪拌10min～30min、然后超聲處理10min～30min、再磁力攪拌10min～30min。

進一步限定，步驟四中所述噴涂壓力為1bar～2bar。