[發明專利]一種具有多頻段隱身和超疏水特性的多功能多級納米錐陣列結構涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 202210383204.2
• 申請日: 2022-04-12
• 公開（公告）號: CN114854310A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 王紫玉;段玉平;楊萱;黃靈璽;靳黎忠
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C09D201/00
• 分類號: C09D201/00;C09D5/30;C09D5/24;C09D5/32
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 周媛媛;李馨

1.一種具有多頻段兼容隱身和超疏水特性的多功能多級納米錐陣列結構涂層，其特征在于，涂層表面為不平整的凸起結構，涂層底部為設有向上凸起的MXene或聚苯胺納米陣列層，涂層上部為樹脂層，所述MXene或聚苯胺納米陣列上表面上設有通過樹脂固定的二級納米結構；

所述二級納米結構為表面設有A顆粒的B顆粒；

所述A顆粒和B顆粒為表面功能化的A顆粒和表面功能化B顆粒；

A顆粒選自納米炭黑顆粒或碳納米管粉體或石墨烯粉體；B顆粒選自納米二氧化硅顆粒或納米陶瓷顆粒或納米樹脂顆粒。

2.根據權利要求1所述的涂層，其特征在于，表面功能化的A顆粒和表面功能化B顆粒為采用氟硅烷進行表面功能化；B顆粒的粒徑為40-60nm，A顆粒的粒徑為5-10nm；A顆粒和B顆粒體積比為0.5:1～2:1；所述二級納米結構與樹脂基體的體積比為0.5:1～2:1。

3.根據權利要求1所述的涂層，其特征在于，設有向上凸起的MXene或聚苯胺納米陣列層的凸起為若干倒錐形結構，MXene納米陣列為單片層MXene堆疊而成，片層直徑小于500nm；倒錐形結構高度為10-50μm，納米陣列層總高度10.1μm-60μm。

4.根據權利要求1所述的涂層制備方法，其特征在于，利用定向冷凍干燥技術在基材表面構筑MXene或聚苯胺納米陣列，使用表面活性劑以及相應的溶劑對A顆粒和B顆粒進行表面功能化處理實現二者的自組裝復合形成二級納米結構，再利用變溫真空浸漬法將混合于樹脂中的上述二級納米結構與MXene或聚苯胺納米陣列復合形成具有多頻段隱身和超疏水特性的多功能涂層。

5.根據權利要求4所述的涂層制備方法，其特征在于，用于在基材表面構筑納米陣列的MXene溶液為單層MXene，且片層直徑小于500nm。

6.根據權利要求4所述的涂層制備方法，其特征在于，功能化處理所使用的表面活性劑為氟硅烷，溶劑為異丙醇，PH值調節劑為醋酸；所使用的氟硅烷/異丙醇溶液的PH值控制在5.5-8.0；用于表面處理的氟硅烷/異丙醇溶液摩爾濃度為1％-2％，與被處理的材料的體積比為3:1-5:1。

7.根據權利要求4所述的涂層制備方法，其特征在于，變溫真空浸漬的溫度梯度為50℃下保溫2-4小時，保證納A顆粒與B顆粒自組裝形成的二級納米結構沉降到MXene或聚苯胺納米陣列表面，然后在50-100℃保溫2-4小時實現樹脂固化，整個過程真空度小于-28Bar。

8.根據權利要求4-7任意一項所述的涂層其制備方法，其特征在于，涂層內部鋪設電加熱電路；電路材料采用陶瓷電阻、硅碳棒及金屬電阻絲，加熱功率300-5000W，加熱溫度10-100℃。

9.根據權利要求4-7任意一項所述的涂層制備方法，其特征在于，涂層的樹脂采用聚氨酯、硅橡膠、改性環氧乙烯基酯樹脂、有機硅樹脂。

10.根據權利要求1-3任意一項所述的具有多頻段兼容隱身和超疏水特性的多功能涂層在風力葉片，高速列車轉向架以及高速飛行器領域的應用。