[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

说明书

本发明公开了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，涂层包括结构基底、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；所述地表面能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组装于结构基面上形成。本发明涂层附作力高、耐磨、耐高温、超双疏，具有自清洁作用，在基材表面制备超双疏自清洁表面涂层的方法相对简单，可充分利用全氟烷基环醚，节约成本，可产业化制备。

技术领域

本发明属于材料领域，涉及超疏水、超疏油的双疏材料，具体涉及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。

背景技术

低表面能材料的研究是当今新材料研究领域的前沿课题。人类对低表面能材料的认识最初都来源于自然界中动植物的特殊能力。荷叶是比较典型的一种植物，其表面与水的接触角达到161±2.7°，其滚动角只有2°，所以能够起到自清洁的功能。德国生物学家Barthlott等通过观察植物叶表面的微观结构发现，这种自清洁特征是由一定粗糙度表面微纳米结构的乳突以及蜡状物共同作用的结果。荷叶表面的超疏水性能正是来自于这两个方面：荷叶表面的蜡状物和表面的特殊结构，其表面有序分布有平均直径为5-9μm的乳突，并且每个乳突表面分布有直径120nm左右的绒毛。这种多尺度的结构使得荷叶表面具有很高的静态接触角与很小的滚动角。荷叶的低表面能特征使荷叶具有杰出的自清洁能力。

具有自清洁功能的超双疏涂层在日常生活和国民经济的各个领域都有非常重要的应用。用做作汽车的表层涂层，可以使汽车免洗；用于雷达、天线的表面能防止由于雨雪的粘连而导致的信号衰弱；用于化工设备及管道的表面，可有效降低化工流体的腐蚀和粘连、降低沿程阻力、降低能源消耗；用于高层建筑的玻璃墙膜或外墙粉刷，则可不需要人工清洗和十数年不需要重新刷涂。如果用于船舶的保护涂层，则可防止海洋中微生物的粘附和有害物质对船舶的腐蚀，降低船舶的燃油消耗，大大延长船舶的维护周期和使用寿命。进入21世纪以来，人类从没有像今天对海洋如此依赖，而海洋开采和航行的一个重要问题就是海水的腐蚀和防护，环保、节能和长寿命的超双疏涂层是解决此问题的不二选择。因此超双疏材料及其制备方法对海洋工业和海洋航行的重要作用是再怎么强调也不过分的。