[发明专利]一种无油超滑涂层及其制备方法

说明书

本发明提供了一种无油超滑涂层及其制备方法，制备方法包括以下步骤：将聚二甲基硅氧烷涂覆在预清洁后的基底表面，然后水平放置20～30h，再用四氢呋喃或甲苯、乙醇和水依次清洗4～6次，氮气吹干后得无油超滑涂层。本发明还包括采用上述方法制得的无油超滑涂层。本发明工艺简单易操作，成本低廉，不需要在表面加工微纳米结构和灌注润滑油，所得无油超滑涂层透明度高，无油腻感，不存在润滑油耗散，有效解决了润滑油耗散、透明度较低和有油腻感等问题，应用前景广泛。

技术领域

本发明属于超滑涂层制备技术领域，具体涉及一种无油超滑涂层及其制备方法。

背景技术

仿生于猪笼草的超滑表面主要是将各类润滑液灌入带有粗糙结构的基底表面，形成一层光滑、连续的润滑液膜。该表面不被绝大多数液体所浸润，并呈现出了极小的液滴滑动角。近年来，超滑表面的相关研究取得了重大进展，因其克服了超疏水材料难以超疏低表面能液体、耐压性差等缺点，并展现出了有良好的透光性，能够自修复等优点，加之适用于多种基材，使超滑材料在自清洁、抗生物污染、防雾防结冰、防腐蚀、以及传热等方面有着广泛前景。

通常情况下，超滑表面的润滑液需渗透进基底表面中并被牢牢锁住；相比于外部液滴，润滑液要更优先地浸润基底表面；润滑液与外部液体互不相溶。为满足上述条件，需要在基底表面制造出微纳米级的粗糙结构，提高比表面积以增加基底与润滑液之间的浸润性；还需要稳定性高和表面能低的润滑液，一般选用全氟惰性液体，如全氟聚醚、全氟化油等。然而，超滑表面会因为润滑油挥发、被外部液滴带走等因素逐渐耗散，从而导致超疏液性能失效；同时需要在表面加工微纳米结构，灌注润滑油，成本较高，所得表面透明度也比较低，有一定油腻感，上述问题大大限制了超滑表面在实际场景中的应用。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种无油超滑涂层及其制备方法，工艺简单易操作，成本低廉，不需要在表面加工微纳米结构和灌注润滑油，所得无油超滑涂层透明度高，无油腻感，不存在润滑油耗散，有效解决了润滑油耗散、透明度较低和有油腻感等问题，应用前景广泛。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种无油超滑涂层的制备方法，包括以下步骤：

将聚二甲基硅氧烷均匀涂覆在预清洁后的基底表面，然后在22～27℃、40～90％湿度或90～110℃、1～10％湿度条件下水平放置20～30h，再用四氢呋喃或甲苯、乙醇和水依次清洗4～6次，氮气吹干后得无油超滑涂层。

进一步，涂覆时采用旋涂法、滴涂法或浸渍法。

进一步，采用旋涂法时，转速为800～5000r/min。

进一步，涂层厚度为500nm～2mm。

进一步，预清洁时，将基底先后在丙酮和超纯水中90～110W功率下超声清洗5～15min。

进一步，预清洁时，将基底放置在98vt％浓硫酸和30vt％双氧水按体积比6～8:3混合而成的混合液中，在80～100℃温度下加热10～14h，再在超纯水中90～110W功率下超声清洗5～15min。

进一步，清洗时，在90～110W功率下超声清洗和/或普通冲洗。

进一步，用四氢呋喃或甲苯、乙醇和水依次清洗4～6次，氮气吹干。

进一步，基底为玻璃、石英、云母、单晶硅片、二氧化硅硅片、陶瓷、阳极氧化铝、镀有二氧化硅薄膜的铜、镀有二氧化硅薄膜的铝、镀有二氧化硅薄膜的不锈钢、镀有二氧化硅薄膜的镍或镀有二氧化硅薄膜的钛合金基底。

进一步，聚二甲基硅氧烷分子量为200～100000。

进一步，聚二甲基硅氧烷包括甲氧基、羟基、乙烯基、羧基、氨基、巯基端基封端产品。

采用上述无油超滑涂层的制备方法制得的无油超滑涂层。