[发明专利]一种超疏水纳米涂层及其制备方法

说明书

本发明提供了一种超疏水的纳米涂层、制备该纳米涂层的方法、以及具有所述超疏水纳米涂层的一种材料。具体地，本发明提供的纳米涂层为碳化钛多孔网状纳米墙结构的涂层。本发明的纳米涂层的水滴接触角＞150°，且制备中无需采用任何低表面物质如含氟及硅烷等化合物进行修饰便可获得。

技术领域

本发明涉及疏水材料的制备领域，具体涉及一种超疏水纳米涂层。

背景技术

超疏水性涂层作为高性能的功能材料，在防水涂料、外墙涂层、光伏器件、基因传输、海洋装备、石油化工等工农业生产、国防建设以及人们日常生活中有着极其广泛的应用前景。

采用传统方法很难制备具有成本低、与高速钢基体结合强度高、工艺简单且可大面积工业化生产的超疏水陶瓷涂层。

综上所述，本领域迫切需要开发一种具有特殊纳米涂层的超疏水材料以及该材料的制备方法，该方法成本低适于工业化生产。

发明内容

本发明的目的就是提供一种具有特殊纳米涂层的超疏水材料以及该材料的制备方法，该方法成本低适于工业化生产。

在本发明的第一方面，提供了一种纳米涂层，所述的纳米涂层为碳化钛多孔网状纳米墙结构涂层。

在另一优选例中，所述的纳米涂层由所述的纳米墙结构相互交互连接而成。

在另一优选例中，所述的碳化钛为面心立方结构的碳化钛。

在另一优选例中，所述纳米墙结构的厚度为10-150nm；优选地，为10-80nm。

在另一优选例中，所述碳化钛网络状纳米墙结构涂层包含非晶相结构。

在另一优选例中，所述纳米墙结构为非晶相与晶相的复合结构。

在另一优选例中，所述纳米墙结构的长度为1000-1500nm。

在另一优选例中，所述纳米涂层与所述基材的表面复合方式为化学结合。

在另一优选例中，所述的纳米涂层中，碳含量为30～80wt％，且所述的钛含量为20～70wt％；优选地，碳含量为40～70wt％，及钛含量为30～60wt％；更优选地，碳含量为50～60wt％及钛含量为40～50wt％。

本发明的第二方面提供了一种制备本发明第一方面所述的纳米涂层的方法，所述的方法包括步骤：

(1)提供基材，所述的基材为表面进行预处理的基材；

(2)通过气相沉积法，在所述的基材表面沉积得到所述的碳化钛多孔网状纳米墙结构涂层。

在另一优选例中，所述的预处理在CVD炉中进行。

在另一优选例中，步骤(1)中，所述的基材选自下组：合金类基材，优选地，所述的基材选自下组：钢材、硬质合金及其组合；更优选地，所述的基材选自下组：高速钢、合金钢及其组合。

在另一优选例中，所述的预处理还包括对所述基材进行表面打磨除杂。

在另一优选例中，所述的预处理还包括对所述基材的表面进行清洗；优选地，在有机溶剂中进行超声清洗；更优选地，所述有机溶剂为丙酮。

在另一优选例中，所述的预处理还包括对清洗完毕的基材进行干燥。

在另一优选例中，所述的预处理包括步骤：(a)向炉内通入第一辅助气体，并对所述的基材进行预处理。

在另一优选例中，步骤(a)中，炉内的压力为0.04～0.07MPa；优选地，为0.05～0.06MPa。