[發明專利]一種微納結構修復型超疏水涂層及其制備方法有效

申請號：	202111049003.0	申請日：	2021-09-08
公開（公告）號：	CN113652125B	公開（公告）日：	2023-04-28
發明（設計）人：	張曦光;汪懷遠;劉戰劍;王池嘉;朱艷吉	申請（專利權）人：	東北石油大學
主分類號：	C09D127/12	分類號：	C09D127/12;C09D183/08;C09D163/00;C09D7/65;C09D7/61;C09D7/63;B05D5/00
代理公司：	大慶知文知識產權代理有限公司 23115	代理人：	張海霞
地址：	163318 黑龍江省***	國省代碼：	黑龍江;23
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種結構修復疏水涂層及其制備方法
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【說明書】：

本發明公開了一種微納結構修復型超疏水涂層及其制備方法，其中：所述涂層內包括蠟質物和/或彈性聚合物；解決現有自修復超疏水涂層僅依靠低表面能物質上遷修復涂層表面化學組成的方式恢復涂層的超疏水性能，卻無法在涂層表面微納結構被破壞嚴重后，恢復超疏水性能的問題。

技術領域

本公開涉及疏水材料技術領域。

背景技術

荷葉表面具有特殊的潤濕性能，水珠能夠在其表面維持球形，并且水珠在滾落過程中能夠將荷葉表面灰塵帶走，恢復其原有的潔凈狀態。研究人員將荷葉表面的特殊潤濕性能定義為超疏水性，即與水的接觸角大于150°，滾動角小于10°。

通過研究發現，制備超疏水表面需要滿足兩個必備要素：納-微多級結構以及表面能足夠低的化學組成。超疏水涂層因其具有自清潔、防污、防冰、減阻等優異的特性，成為科研領域的研究熱點。通過對自然界中動植物表面超疏水現象的研究與模仿，設計制備了大量仿生人工超疏水表面。

然而，目前超疏水涂層尚未實現大規模的應用推廣，主要是由于在實際應用過程中，難以避免的摩擦磨損或碰撞沖擊都會對超疏水涂層表面的納-微多級結構造成破壞，使其喪失超疏水性能。因此，快速修復受損表面的超疏水性能是提升超疏水涂層應用推廣的關鍵。

為提升超疏水涂層表面的使用壽命，研究人員相繼設計具有自修復功能的超疏水表面。例如，專利CN?201910218015.8中介紹了將微膠囊加入到涂層中，在受到化學腐蝕或者是外力磨損后，膠囊內的低表面能物質能夠得到釋放，進而恢復涂層表面的超疏水特性；專利CN110396308?B中介紹了一種，通過鹽酸刻蝕掉涂層中的碳酸鈣獲得多孔結構從而制得的具有自修復功能的防冰涂層，制得的涂層在經過摩擦測試后，通過150℃加熱1.5?h恢復其表面超疏水特性。然而，目前為止，針對破損涂層表面超疏水性能恢復的辦法所用的時間都比較長，并且主要集中在利用低表面能物質上遷修復表面化學組成，進而恢復超疏水性能。尚無法通過簡單高效的手段恢復超疏水涂層表面的納微結構。由于超疏水性能受限于納微結構與化學組成兩個方面，當經過嚴重的摩擦磨損或者碰撞后，單一的恢復低表面能物質無法實現超疏水性能的恢復。因此，如何能夠快速高效的修復超疏水涂層表面的納微結構是目前設計的難點。

發明內容

有鑒于此，本公開提供一種微納結構修復型超疏水涂層，該涂層具有納微結構修復功能，解決現有自修復超疏水涂層僅依靠低表面能物質上遷修復涂層表面化學組成的方式恢復涂層的超疏水性能，卻無法在涂層表面微納結構被破壞嚴重后，恢復超疏水性能的問題。

另外，本公開還同時提供了該涂層的制備方法。

第一方面，所述的微納結構修復型超疏水涂層，所述涂層內包括納微結構無機粒子及成膜物質，其特征在于：

所述涂層內還包括蠟質物和/或彈性聚合物。

進一步地，所述蠟質物，包括蜂蠟、棕櫚蠟、石蠟、小燭樹蠟、褐煤蠟、或微晶體蠟中的一種或幾種；

以及/或，

所述無機粒子，包括碳納米管、碳納米纖維、納米/微米二氧化硅、納米/微米二氧化鈦、埃洛石碳納米管、石墨烯或二氧化鈦晶須中的一種或幾種；

以及/或，

所述成膜物質包括低表面能樹脂；

以及/或，

所述彈性聚合物，包括橡膠或熱塑性彈性體。