[发明专利]一种聚氨酯纳米氧化锌超疏水涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚氨酯纳米氧化锌超疏水涂层的制备方法，该方法包括以下制备步骤：对基材进行打磨、清洗预处理，采用机械‑超声振荡的方式，配置聚氨酯混合溶液，在基体表面涂覆一定厚度，混合液在高湿度环境下析出固化成膜，清洗干燥后，放入低表面能物质的乙醇溶液中进行修饰，干燥后得到具有超疏水性的聚氨酯纳米氧化锌涂层。本发明制备方法制备条件及操作要求简单，制备的涂层厚度可控，表面微纳米结构分布均匀致密，修饰低表面能物质后涂层接触角达到160°。

技术领域

本发明涉及超疏水材料制备技术领域，具体涉及一种聚氨酯纳米氧化锌超疏水涂层的制备方法。

背景技术

超疏水表面是指表面水滴静态接触角大于150°，滚动角小于10°的表面，这类表面起初发现在荷叶叶片上，通过特殊的微纳结构和低表面能的相互作用，使得表面水滴不易沾覆。在不同的环境下超疏水表面也展示出自清洁、防腐、抗结冰、防雾等优异的性能，因此在建筑行业、仪器仪表、科学研究等领域具有巨大的应用前景。

尽管目前已经有相当多的超疏水表面制备方式，但是由于超疏水表面的粗糙结构为微纳米级，容易受到破坏，从而导致从表面失去超疏水性能，且在工业精细化应用过程中，对于材料的尺寸有较为精密的要求，粗糙度较大的超疏水制备方法不能很好控制涂层的厚度，影响超疏水表面的应用。因此构造性能稳定，厚度可调的超疏水表面对于超疏水表面应用有较为重要的作用。

聚氨酯弹性体作为一种具有高强度、高韧性、耐磨、耐油以及耐酸碱的优异性能的高分子材料，广泛应用于国防、医疗、食品等行业。因此可以利用聚氨酯弹性体的这个特点进行超疏水表面构造。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种聚氨酯纳米氧化锌超疏水涂层的制备方法，该方法制备条件及操作要求简单，制备的涂层厚度可控，表面微纳米结构分布均匀致密，修饰低表面能物质后涂层接触角达到160°。

本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：1、一种聚氨酯纳米氧化锌超疏水涂层的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤，

(1)基片预处理：用砂纸对基片打磨，在丙酮、乙醇、去离子水中分别对基片进行超声清洗；使用氮气或者洁净的空气将基片吹干，即得到所需基片；

(2)混合液配置：将聚氨酯弹性体颗粒用四氢呋喃进行溶解，配置一定质量分数的聚氨酯四氢呋喃溶液，加入一定量纳米氧化锌进行混合，机械搅拌—超声振荡混合均匀，即得到用于涂覆所需的混合液；

(3)涂层固化：在高湿度环境下，将步骤(2)得到的混合液均匀涂敷于步骤(1)处理的基片表面，成一定厚度的液层，静置固化，固化后清洗干燥，即得到涂覆聚氨酯纳米氧化锌涂层的基片；

(4)疏水修饰：将步骤(3)制备的覆有涂层的基片放入含有低表面能物质的乙醇溶液中，浸泡修饰1h，去除干燥即可得到具有超疏水性的聚氨酯纳米氧化锌涂层。

优选的，所述步骤(1)中用于打磨的砂纸为普通干磨砂纸，砂纸目数在600-1500目之间。

优选的，所述步骤(1)中基片材料可以为不锈钢片材、黄铜片材、铝合金片材、锌片材、玻璃片材的一种。

优选的，所述步骤(2)中溶解聚氨酯弹性体的方式为室温静置溶解、机械搅拌溶解的一种。

优选的，所述步骤(2)中混合纳米氧化锌的方式为机械高速搅拌和超声振荡的结合。

优选的，所述步骤(3)中，高湿度环境为空气湿度大于90％的环境。

优选的，所述步骤(3)中，液层厚度在300-450μm。

优选的，所述步骤(4)中低表面能物质为正十二硫醇、十六烷基三甲氧硅烷的一种。