[发明专利]一种可低温固化的超疏水表面及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于超疏水涂层材料技术领域，具体涉及一种可低温固化的超疏水表面及其制备方法与应用。

技术背景

通常与水的接触角大于150°同时滚动角小于10°的固体表面被认为是超疏水表面。超疏水表面以其疏水、自清洁、防污等优良特性备受关注。这些性能具有广泛的应用价值，如超疏水技术用在船潜艇外壳上，不但减少了水的阻力，还能达到防污、防腐的功能；用在纺织品、皮革上还能制成防水防污的服装或皮鞋等；用在石油输送管道内壁、微量注射器上能防止粘附、堵塞和减少损耗。

虽然目前制备超疏水表面涂层的方法比较多，但是各种技术还难以解决大面积疏水涂层表面的制备，不少技术存在需要使用复杂的设备或者高温煅烧等问题，当基底材料为不耐高温的塑料等时，该类制备技术的应用则受到较大的限制。例如，中国专利申请号为200810232743.6、发明名称为“一种硅橡胶表面疏水性涂层的制备方法”公开了一种超水性涂层的制备方法，该发明以正硅酸乙酯为前驱体，无水乙醇为溶剂，在碱性催化的条件下，制备出二氧化硅溶胶，并加入硅烷偶联剂，对其进行改性处理；硅胶绝缘子表面清洁处理后，浸入改性的二氧化硅溶胶中进行提拉法镀膜，形成一次涂层，得到类似于芋头叶子的微纳米级粗糙结构；干燥后再浸入自制的氟硅烷溶胶中提拉法二次镀膜，然后放入烘箱中100～120℃热处理。一次涂层微纳米级粗糙结构经过具有地表面氟硅烷溶胶二次镀膜修饰，得到能耐酸碱的透明的疏水性涂层。但是该方法需要放在烘箱高温热处理，所以对于需要大面积处理的表面且不能高温处理的基材不适合用此方法。

因此，如何通过简单制备工艺获得可低温固化的超疏水表面是亟待解决的问题。

发明内容

为克服现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种可低温固化的超疏水表面。

本发明的另一目的在于提供上述超疏水涂层表面的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述超疏水涂层表面的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种可低温固化的超疏水表面，包含以下按重量份计的组分：

其中，所述的硅橡胶为二甲基硅橡胶、二乙基硅橡胶、二苯基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、苯醚撑硅橡胶或氟硅橡胶中的一种或至少两种；

所述的初级粒子为聚四氟乙烯粉、聚丙烯粉中的一种或两种；

所述的二级粒子为碳纳米管；

所述的有机溶剂为乙醇、丙二醇、异丙醇、丙三醇、丁醇、丙酮、乙酸乙酯、醋酸丙酯、环己烷、甲苯、二甲苯、乙醚或石油醚中的一种或至少两种；

所述的交联剂为苯胺甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、聚甲基丙酮肟基硅氧烷或α-ω二羟基聚二甲基硅氧烷中的一种或至少两种；

所述的催化剂为四甲基氢氧化铵、氯铂酸异丙醇、铂-四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物、铂-四甲基四乙烯基环四硅氧烷络合物或二月硅酸二丁基锡中的一种或至少两种。

上述可低温固化的超疏水表面的制备方法，包括以下具体步骤：

（1）将8～10重量份硅橡胶作为基体加入到温度为45～50℃的180～200重量份有机溶剂中，搅拌40～60min后添加20～25重量份初级粒子，继续搅拌20～30min得到复合物溶液；

（2）将1～2重量份二级粒子、1～2重量份交联剂和0.5～1重量份催化剂加入到步骤（1）得到的复合物溶液中，超声震荡5～10min后，搅拌均匀得到超疏水涂层材料；

（3）将步骤（2）得到的超疏水涂层材料涂敷于预处理后的基底表面，在温度为5～150℃下放置2～5个小时后得到可低温固化的超疏水表面；

步骤（1）或步骤（2）中所述的搅拌的转速为200r/min～400r/min；

步骤（2）中所述的超声振荡的频率为40KHZ；

步骤（3）中所述的涂覆方式为通过用提拉法、涂刷法或喷枪喷涂方法；

步骤（3）中所述的基底为铝片、塑料等；

步骤（3）中所述的预处理为在涂覆前将基底进行除水、除油处理；

步骤（3）中所述的温度优选为15～25℃。

上述可低温固化的超疏水表面在不耐高温、面积较大或非平面复杂结构基底材料上的应用。