[發明專利]一種超疏水耐磨涂層及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011508540.2
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112662997B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 張棟;汪愛英;盧小偉;柯培玲;陳仁德;王應泉
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C23C14/08
• 分類號: C23C14/08;C23C14/35;B05D1/00;C23C28/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.一種超疏水耐磨涂層，其特征在于包括依次形成于基體表面的氧化鋅層、氧化鋁層及氟碳有機層；所述氧化鋅層具有多孔結構，所述氧化鋁層具有致密結構；所述氧化鋅層的孔隙率為70%~85%，孔徑為0.5~3μm；所述超疏水耐磨涂層表面與水的接觸角大于150°，滾動角為0~5°；所述超疏水耐磨涂層表面經過紙帶摩擦500次后，與水的接觸角大于150°；

其中，所述超疏水耐磨涂層的制備方法包括：

提供基體；

將基體置于反應腔體中，采用直流磁控濺射技術，以鋅靶為靶材，以保護性氣體和氧氣為工作氣體，對基體施加脈沖負偏壓，從而在基體表面沉積形成氧化鋅層，其中，直流濺射源的功率密度為3~5W/cm²，腔體氣壓為0.2~0.3Pa，脈沖負偏壓為-50V~-100V，氧氣與保護性氣體的流量比為1:2~1:4，工作溫度為25~50℃，沉積時間為10~15min；

采用高功率脈沖磁控濺射技術，以鋁靶為靶材，以保護性氣體和氧氣為工作氣體，對基體施加脈沖負偏壓，從而在所述氧化鋅層表面沉積形成氧化鋁層，其中，高功率脈沖磁控濺射的電源頻率為300~600Hz，平均功率為7.5~8.7W/cm²，脈沖占空比為1%~10%，腔體氣壓為0.2~0.3Pa，脈沖負偏壓為-50V~-100V，氧氣與保護性氣體的流量比為1:0.8-1:1.2，工作溫度為50~100℃，沉積時間為8~15min；

以及，采用等離子體增強化學氣相沉積技術，以含氟有機氣體為工作氣體，在所述氧化鋁層表面沉積形成氟碳有機層，從而形成超疏水耐磨涂層；其中，所述含氟有機氣體為1H,1H,2H-全氟-1-癸烯。

2.根據權利要求1所述的超疏水耐磨涂層，其特征在于：所述氧化鋅層的厚度為2000~4000nm；所述氧化鋁層的厚度為50~100nm；所述氟碳有機層的厚度為20~50nm。

3.根據權利要求1所述的超疏水耐磨涂層，其特征在于，沉積形成所述氟碳有機層的方法具體包括：采用等離子體增強化學氣相沉積技術，以含氟有機氣體為工作氣體，對基體施加脈沖負偏壓，產生輝光放電，從而在所述氧化鋁層表面沉積形成所述氟碳有機層，其中，腔體氣壓為0.6~1Pa，脈沖負偏壓為-400V~-600V，含氟有機氣體的氣體流量為10~30sccm，工作溫度為25~50℃，沉積時間為30~50s。

4.根據權利要求1或3所述的超疏水耐磨涂層，其特征在于：對所述基體施加的脈沖偏壓的頻率為250~350KHz，占空比為40~60%。

5.根據權利要求1所述的超疏水耐磨涂層，其特征在于，所述超疏水耐磨涂層的制備方法還包括：先對基體表面進行清洗處理。

6.根據權利要求1所述的超疏水耐磨涂層，其特征在于：所述基體選自鋼類金屬、聚合物、玻璃或陶瓷。

7.權利要求1-6中任一項所述的超疏水耐磨涂層于基體表面防污防護領域的用途。

8.根據權利要求7所述的用途，其特征在于：所述基體選自室外天線、衛星接收器、輪船外殼、潛水艇外殼、石油輸送管道、汽車裝飾品、衛浴裝飾品或電子裝飾品中的任意一種。