[发明专利]一种利用冷喷涂技术制备耐磨超疏水涂层的方法及其产品

说明书

本发明公开了一种利用冷喷涂技术制备耐磨超疏水涂层的方法及其产品，该方法其包括如下步骤：第一，对基体表面进行粗化处理；第二步，将喷涂的粉末用低表面能物质进行修饰；第三步，利用冷喷涂技术在基体表面制备耐磨超疏水涂层。利用本方法制备得到的涂层的静态接触角可达到150‑180°，滚动角小于10°，具有良好的超疏水性。采用本发明的方法，制备得到了不粘锅产品，该产品具有很好的耐摩擦性、不粘性，相对于市场上的不粘锅更加耐磨，所以在该领域具有极大的竞争潜力。此外，本发明提供的方法可以基于不同的基材(金属、陶瓷、玻璃、塑料等)制备不同的耐磨超疏水涂层，应用范围广泛。

技术领域

本发明涉及表面改性领域，具体涉及一种利用冷喷涂技术制备耐磨超疏水涂层的方法及产品。

背景技术

冷喷涂技术是通过采用高速气流加速固态粒子，经加速后高速撞击预置的基体，使粒子发生塑性变形而扁平化形成涂层。冷喷涂能够制得低氧化物含量、低内应力、高硬度、高厚度的高质量涂层。相较于热喷涂技术，冷喷涂是在低于粉末熔点温度下进行操作，该过程几乎无氧化现象，对粉末粒子结构几乎无影响，适用于温度敏感材料、氧化敏感材料和相变敏感材料等。冷喷涂制备的涂层密度大、结合强度高(高于70MPa)、组织稳定、沉积率高、孔隙率低(低于1％)、能完整保存原始粉末的物理化学特性，同时粉末可以回收利用、设备比较简单、成本低，是一种经济环保的喷涂技术。

目前，冷喷涂技术得到了进一步的发展，技术逐渐成熟，在材料表面改性、纳米材料、生物功能材料等领域得到了越来越广泛的应用。专利CN104099608A公开了采用冷喷涂技术，制备得到了成分稳定、结合良好的Cu-Ag-Zn可磨耗封严涂层。专利CN102747363B公开了一种在金属基体表面喷涂纳米级金属颗粒的方法，该方法将真空冷喷涂和电场辅助冷喷涂相结合，实现了纳米级金属颗粒在常温常压下的喷涂作业。

不粘锅具有易清洗、油烟少等优点，在厨卫领域引发了一场革命。目前市场上的不粘锅主要是在表面喷涂一层聚氟树脂类的涂料，它具有强度差、易脱落等缺点，限制了它的长期使用。制备一种强度高、硬度大、耐磨性能好、成本低的不粘锅将是此领域的发展趋势。

冷喷涂技术具有许多优势，尤其适合于微纳米粉末材料涂层的制备，因此采用冷喷涂的方法制备耐磨的超疏水涂层、不粘锅具等具有极大的优势和应用前景。目前，用冷喷涂方法制备耐磨超疏水涂层、不粘锅的相关研究尚未见报道。

发明内容

本发明提供了一种利用冷喷涂技术制备耐磨超疏水涂层的方法及其产品，该方法采用冷喷涂技术，可以完整的保存原始粉末的物理化学特性，沉积速度高；不需要特别的冷却步骤，操作简单，适合于工业化应用，具有极大的优势和应用前景。

一种利用冷喷涂技术制备耐磨超疏水涂层的方法，包括以下步骤：

(1)依次对基体表面进行清洗和喷砂粗化处理，得到处理好的基体；

(2)采用低表面能物质对要进行喷涂的粉末进行修饰，得到修饰后的粉末；

(3)利用冷喷涂技术在步骤(1)得到的基体上喷涂步骤(2)得到的粉末，在基体表面得到所述的耐磨超疏水涂层。

本发明提供的冷喷涂技术，在室温下即可完成操作，可以完整的保存原始粉末的物理化学特性，且操作简单、沉积率高、成本可控、可产业化大面积制备，具有极大的优势和应用前景。

步骤(1)中，所述的基体为金属、陶瓷、玻璃或塑料。

作为优选，步骤(1)中，采用丙酮、酒精和去离子水依次进行清洗。

将基体表面进行喷砂粗化处理，可以增大基体粗糙度，提高涂层结合强度，作为优选，步骤(1)中，喷砂的工艺参数为：空气压力0.3-1.0MPa，喷砂时间10秒-1分钟，喷砂用砂丸目数40-200目。