[发明专利]纳米超疏水涂料添加剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种纳米超疏水涂料添加剂及其制备方法和应用，纳米超疏水涂料添加剂的制备方法包括以下步骤：将纳米材料与溶剂均匀混合，得到溶液A，向所述溶液A中加入催化剂和低表面能偶联剂，得到溶液B，将所述溶液B搅拌均匀，得到产物C，对所述产物C进行固液分离，得到固体为纳米超疏水涂料添加剂。本发明与传统制备疏水涂层的显著差异在于制备纳米超疏水涂料添加剂不需要构筑微纳米结构表面这一相对复杂的过程，而是从对纳米材料表面进行化学修饰的思想入手，直接利用纳米材料表面的活性基团对其进行有机共价化学修饰，制备出纳米超疏水涂料添加剂，大大简化了超疏水表面的制备过程。

技术领域

本发明属于超疏水材料技术领域，具体来说涉及一种纳米超疏水涂料添加剂及其制备方法和应用。

背景技术

超疏水表面的研究源于荷叶表面的自清洁效应。超疏水表面一般是指与水接触角大于150°的表面，滚动角小于10°的表面，这样的表面能够有效的降低固体表面对水的粘附，在自清洁、抗冰、防雾、防腐蚀、油水分离、微流体器件、水下减阻等领域有广阔的应用前景。

制备超疏水材料一般采用两种思路：一种是直接在低能表面上构建微纳结构；另一种是在固体表面构建微纳结构后再进行低表面能修饰。

迄今为止，制备超疏水表面的方法主要有模板法、相分离法、静电纺丝法、晶体生长法、化学刻蚀法、等离子体处理法、物理或化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、电化学沉积法和自组装法等。但上述方法在制备技术上存在工艺复杂、设备要求高、费用昂贵等因素，难以在实际中进行大规模的推广和应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纳米超疏水涂料添加剂的制备方法，该制备方法简单方便，可规模化生产纳米超疏水涂料添加剂。本发明的制备方法是利用低表面能偶联剂对纳米材料表面进行化学修饰，具体是通过一步合成法，将有机基团引入到纳米材料表面，从而得到接触角大于150°滚动角小于5°的纳米超疏水涂料添加剂。

本发明的另一目的是提供上述制备方法获得的纳米超疏水涂料添加剂。

本发明的另一目的是提供上述纳米超疏水涂料添加剂在涂料中的应用，该超疏水添加剂与商业涂料具有很好的相容性，所得超疏水涂料牢固、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀并具有良好的抗紫外性能。

本发明的目的是提供一种具有超疏水/超亲油性能的油水分离结构的制备方法。

本发明的目的是提供上述油水分离结构在提高油水分离效率中的应用。

本发明的目的是提供上述油水分离结构的使用方法。

本发明的目的是提供上述制备方法获得的油水分离结构。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种纳米超疏水涂料添加剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将纳米材料与溶剂均匀混合，得到溶液A，其中，所述溶液A中纳米材料的浓度为0.1～5mg/mL，所述纳米材料为ZnO、Al₂O₃、Cu₂O、SiO₂、TiO₂、碳纳米管、无定形碳、石墨烯或勃姆石，所述溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮、二甲苯、二甲基亚砜、甲苯、石油醚中的一种以上；

在所述步骤1中，所述纳米材料与溶剂均匀混合的方法为：将纳米材料与溶剂混合后超声或搅拌5～15min。