[发明专利]一种高附着力耐磨耐温超双疏自清洁表面涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种超双疏自清洁表面涂层，其特征在于：包括结构基底、结构基面和低表面能涂层；所述结构基底为由纳米和微米多孔粉体通过粘结剂粘结而成的凹凸层状结构；所述结构基面粘结于结构基底表面，由改性纳米多孔粉体形成，该改性纳米多孔粉体的外表面和孔内表面均修饰有能与环氧基团发生开环反应的活性基团；所述低表面能涂层由全氟烷基环醚通过其环氧基团与结构基面上的活性基团发生开环反应自组装于结构基面上形成。

2.根据权利要求1所述的超双疏自清洁表面涂层，其特征在于，所述全氟烷基环醚选自如下化学结构式所示环醚中的一种：

其中，p为1或2；n为0或1；m为4-11中任意一个自然数。

3.根据权利要求1所述的超双疏自清洁表面涂层，其特征在于：所述粘结剂为硅酸，或为双酚A型环氧树脂及其固化剂；其中，所述双酚A型环氧树脂为双酚A型E44、E51或E20环氧树脂，所述固化剂为聚酰胺650、聚酰胺651或三乙烯四胺。

4.根据权利要求1所述的超双疏自清洁表面涂层，其特征在于：所述纳米和微米多孔粉体为纳米多孔二氧化硅和微米多孔二氧化硅；其中：所述纳米多孔二氧化硅的粒径为100-300nm，所述微米多孔二氧化硅的粒径为0.4-5μm，纳米多孔二氧化硅与微米多孔二氧化硅的质量比为(1-3):1。

5.根据权利要求1所述的超双疏自清洁表面涂层，其特征在于：改性纳米多孔粉体由粒径50-300nm的多孔二氧化硅经硅烷偶联剂KH550改性而成，外表面和孔内表面修饰有氨基。

6.一种在基材表面制备超双疏自清洁表面涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，结构基底的制备：将纳米和微米多孔二氧化硅与粘结剂制成混悬液，滴涂或喷涂在基材上，表干后烘干形成厚度为20-60μm的干膜，得到结构基底；

步骤S2，结构基面的制备：在乙醇中用硅烷偶联剂KH550对纳米多孔二氧化硅进行改性使其表面修饰接上氨基，得到改性纳米多孔二氧化硅的乙醇悬液，再将该乙醇悬液滴涂或喷涂在结构基底上，表干后烘干，得到结构基面；

步骤S3，低表面能涂层的制备：将全氟烷基环醚溶解在醋酸丁酯或环己酮中，加入有机锡催化剂、叔胺催化剂或者羧酸铋催化，形成低表面能溶液A，再将步骤S2制得的表面含有结构基底、结构基面的基材置于低表面能溶液A中反应，取出冲洗未反应的全氟烷基环醚，在结构基面上即形成低表面能涂层；或将全氟烷基环醚溶解在乙酸乙酯中，加入有机锡催化剂、叔胺催化剂或者羧酸铋催化，形成低表面能溶液B，再将低表面能溶液B喷涂在结构基面上，表干后烘干，用乙酸乙酯洗去表面未反应的全氟烷基环醚，即形成低表面能涂层。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤S1中的粘结剂为双酚A型环氧树脂及其固化剂，用丙酮、乙醇、甲醇或者乙酸乙酯溶解制成环氧树脂质量浓度为4-18％的溶液，环氧树脂与固化剂的质量配比以环氧基与伯胺氢的摩尔比为1:1.2-1.6而定；再与纳米和微米多孔二氧化硅制成混悬液，纳米和微米多孔二氧化硅质量为环氧树脂质量的20-80％，表干后于115-125℃烘0.5-2小时；或粘结剂为硅酸，用乙醇溶解制成质量浓度为1-3％的溶液，再与纳米和微米多孔二氧化硅制成混悬液，纳米和微米多孔二氧化硅质量为硅酸质量的100-400％，表干后于115-125℃烘0.5-2小时，再于240-260℃烘1.5-2.5小时。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤S2中，纳米多孔二氧化硅质量为乙醇质量的0.8-1.5％，表干后于115-125℃烘0.5-2小时。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤S3中，基材置于低表面能溶液A中75-85℃反应2-4小时；或低表面能溶液B喷涂在结构基面上表干后115-125℃烘0.5-2小时；全氟烷基环醚在低表面能溶液A或低表面能溶液B中的质量浓度为3-10％。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述基材包括玻璃、金属或者陶瓷。