[发明专利]纳米二氧化硅杂化超疏水涂层制备及其性能测试方法

说明书

本发明提供了化学领域内的一种纳米二氧化硅杂化超疏水涂层制备及其性能测试方法，包括以下步骤，（1）制备纳米二氧化硅溶胶；（2）制备表面修饰APTES的低表面能纳米二氧化硅；（3）制备PDMS/纳米二氧化硅杂化胶液；（4）在基体上制备PDMS膜；（5）制备PDMS/纳米二氧化硅杂化超疏水涂层；本发明简单，效率高。

技术领域

本发明属于化学领域，特别涉及一种纳米二氧化硅杂化超疏水涂层制备及其性能测试方法。

背景技术

目前，制备超疏水涂层的方法主要基于两个方案：一是在憎水性材料基底上构造二元微纳复合粗糙结构化表面；二是在二元微纳复合粗糙结构化表面上通过化学或物理方法修饰或沉积憎水物质。以上两种方案实现过程较为复杂，操作不方便，效率低下。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种纳米二氧化硅杂化超疏水涂层制备及其性能测试方法，本发明实现过程简单，效率高。

本发明的目的是这样实现的：一种纳米二氧化硅杂化超疏水涂层制备及其性能测试方法，包括以下步骤：

（1）制备纳米二氧化硅溶胶；

（2）制备表面修饰 APTES 的低表面能纳米二氧化硅；

（3）制备 PDMS/纳米二氧化硅杂化胶液；

（4）在基体上制备 PDMS 膜；

（5）制备 PDMS/纳米二氧化硅杂化超疏水涂层；

（6）测试PDMS/纳米二氧化硅超疏水涂层的憎水性能：采用 Drop Meter A-20 接触角测量系统进行测量，所述测量系统基于界面形状分析法测量物体表面接触角，根据液滴形状计算出接触角，对每一被测涂层的静态接触角进行测量时，分别在此涂层上取 5 个不同的点进行测量，取五个点静态接触角测量值的平均值；

（7）测试PDMS/纳米二氧化硅超疏水涂层的稳定性：采用 Drop Meter A-20 接触角测量系统进行测量，所述测量系统基于界面形状分析法测量物体表面接触角，根据液滴形状计算出接触角，对每一被测涂层的静态接触角进行测量时，分别在此涂层上取 5 个不同的点进行测量，取五个点静态接触角测量值的平均值。

作为本发明的进一步改进，步骤（1）具体包括以下步骤：

（101）将 300 mL 的 TEOS 溶解于无水乙醇中获得 3500 mL 的无水乙醇与 TEOS 的混合液；

（102）将 TEOS 与无水乙醇的混合液倒入安装有电动搅拌器、滴液漏斗和冷凝器三口烧瓶中，三口烧瓶的容量为 5000 mL；

（103）滴液漏斗中装有氨水的蒸馏水溶液，蒸馏水与氨水的体积比为 2：7；

（104）开启三口烧瓶上的电动搅拌器，同时打开并调节滴液漏斗的开关，使 180 mL 的氨水蒸馏水溶液以 15 mL/min 的速度均匀滴入三口烧瓶，继续搅拌 1 小时后制备出纳米二氧化硅溶胶。

作为本发明的进一步改进，步骤（2）具体包括以下步骤：

（201）将 40 mL 的 FAS-17、40 mL 的 APTES 与 40 mL 的 pH 值为 3 的醋酸水溶液混合物加入到盛有纳米二氧化硅溶胶的三口烧瓶中，并机械搅拌；

（202）将混合物体系放置在 60℃的水浴中，保持 6 小时，制备出经 FAS-17 和 APTES协同修饰的纳米二氧化硅溶胶；

（203）将协同修饰的纳米二氧化硅溶胶在 120℃的干燥箱中干燥 24 小时，除去溶剂和副产物，将干燥的溶胶研磨并用 300 目的分样筛过滤，制备出表面修饰 APTES 的低表面能纳米二氧化硅粒子。