[发明专利]一种组装型超疏水涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种组装型超疏水涂层，所述涂层包括至少三层涂层结构，多层涂层结构依次层叠；其中第一层为靠近基底的涂层，以后的每一层涂层依次层叠在上一涂层上；

其中，第一层为低分子量聚合物，所述低分子量聚合物中掺入0.1-4倍疏水无机纳米粒子；

第二层及以后的每一层均为高分子量聚合物，所述高分子量聚合物中掺入0.2-4倍疏水无机纳米粒子；

第一层是低浓度低分子量聚合物溶液涂覆制备得到的；

第二层为低浓度高分子量聚合物溶液涂覆制备得到的；

第二层以后的每一层为高浓度高分子量聚合物溶液涂覆制备得到的；

所述低分子量聚合物是指聚合物的分子量为100~100000 g/mol；

所述高分子量聚合物是指聚合物的分子量为100000~2000000 g/mol；

所述低浓度的低分子量聚合物溶液的浓度为0.1-5.0wt%；

所述低浓度的高分子量聚合物溶液的浓度为0.1-5.0wt%；

所述高浓度的高分子量聚合物溶液的浓度为5.0-80.0wt%；

所述聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、甲基乙烯基三氟丙基硅橡胶、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯中的一种或几种；

所述无机纳米粒子为碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、炭黑、石墨烯、碳纳米管、蒙脱土、氧化锌中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述组装型超疏水涂层，其特征在于，所述无机纳米粒子尺寸为1~5000 nm；所述无机纳米粒子是采用偶联剂修饰处理过的无机纳米粒子。

3.根据权利要求1所述组装型超疏水涂层，其特征在于，所述组装型超疏水涂层包括三层结构，三层结构为在基底层上依次附着的第一层、第二层和第三层；

其中，第一层是低浓度的低分子量聚合物溶液涂覆制成的，低分子量聚合物中添加0.1-4倍疏水无机纳米粒子；

第二涂层为低浓度的高分子量聚合物溶液涂覆制成的，高分子量聚合物中添加0.2-4倍疏水无机纳米粒子；

第三涂层为高浓度的高分子量聚合物溶液涂覆制成的，高分子量聚合物中添加0.2-4倍疏水无机纳米粒子。

4.根据权利要求1所述组装型超疏水涂层，其特征在于，水滴或水溶性液滴接触角达到150°以上；

所述水溶性液滴包括但不限于水性涂料、水性油墨、pH为1~13的酸碱盐水溶液、汗液、血液、尿液的液滴。

5.一种制备权利要求1-4任一所述超疏水涂层的方法，包括以下步骤：（1）多孔基材的预处理，（2）第一层的涂覆，（3）第一层的预交联处理，（4）第二层的涂覆，（5）第二层的预交联处理，（6）第三层的涂覆，（7）最终交联处理。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，步骤如下：

（1）多孔基材的预处理：将多孔基材用乙醇浸泡5-60 min，然后在20~90 ℃温度下干燥5-60 min；然后用去离子水浸泡5-60 min，然后在20~90 ℃温度下干燥5-60 min；然后用质量浓度为0.1~5wt%的偶联剂浸泡5-60 min，然后在20~90 ℃温度下干燥5-60 min；

（2）第一层涂覆：将低分子量聚合物和无机纳米粒子采用溶剂溶解得到质量浓度为0.1-5.0wt%的低分子量聚合物溶液，通过浸涂5-600 s或喷涂2-300 s涂覆在经过步骤（1）预处理的多孔基材上，然后在20~90 ℃温度下干燥5-120 min；

（3）第一层预交联处理：将经过步骤（2）第一层涂覆后的多孔基材在质量浓度为0.1~5wt%的第一交联剂中预交联处理5-60 min，然后用乙醇浸泡5-60 min，然后在20~90 ℃温度下干燥5-60 min；然后用去离子水浸泡5-60 min，然后在20~90 ℃温度下干燥5-60 min；

（4）第二层涂覆：将高分子量聚合物和无机纳米粒子采用溶剂溶解得到质量浓度为0.1-5.0wt%的高分子量聚合物溶液，通过浸涂5-600 s或喷涂2-300 s涂覆在经过步骤（3）第一层预交联处理的多孔基材上，然后在20~90 ℃温度下干燥5-120 min；

（5）第二层预交联处理：将经过步骤（4）第二层涂覆后的多孔基材在质量浓度为0.1~5wt%的第二交联剂中预交联处理5-60 min，然后用乙醇浸泡5-60 min，然后在20~90 ℃温度下干燥5-60 min；然后用去离子水浸泡5-60 min，然后在20~90 ℃温度下干燥5-60 min；

（6）第三层涂覆：将高分子量聚合物和无机纳米粒子采用溶剂溶解得到质量浓度为5.0-80.0wt%的高分子量聚合物溶液，通过浸涂5-600 s或喷涂2-300 s涂覆在经过步骤（5）第二层预交联处理的多孔基材上，然后在20~90 ℃温度下干燥5-120 min；

（7）最终交联处理：将经过步骤（6）第三层涂覆后的多孔基材在质量浓度为0.1~5wt%的第三交联剂中交联处理5-120 min，然后用乙醇浸泡5-60 min，然后在50~90 ℃温度下干燥5-120 min；然后用去离子水浸泡5-60 min，然后在50~90 ℃温度下干燥5-120 min，得到超疏水涂层。