[发明专利]一种可调控液体粘附性的大面积超疏水涂层的制备方法

说明书

一种可调控液体粘附性的大面积超疏水涂层的制备方法。本发明属于超疏水涂层及其制备领域。本发明的目的是为了解决现有制备方法存在的过程繁琐、成本高、以及现有实验室方法不适用于制备可调控液体粘附性的大面积超疏水涂层的技术问题。本发明的方法：先将聚四氟乙烯颗粒溶解在丙酮中，然后将环氧树脂溶解在丙酮中，混合得到PTFE/环氧树脂混合液，然后滴加氟硅烷和胺类固化剂，得到超疏水涂层溶液，最后将超疏水涂层溶液喷涂至基底表面，固化，得到超疏水涂层。本发明通过控制喷涂工艺中的喷涂压力，对制备的超疏水表面的微纳结构进行可控设计，从而实现水滴粘附性的可控，适用于防除冰、自清洁、液滴转移/收集设备和水滴图案设计等领域。

技术领域

本发明属于超疏水涂层及其制备领域，具体涉及一种可调控液体粘附性的大面积超疏水涂层的制备方法。

背景技术

超疏水表面通常被认为是水接触角大于150°，滚动角小于10°的表面，可通过设计表面粗糙度和低表面能物质制备得到。荷叶表面，水黾，壁虎脚等许多自然生物引起了众多研究者的关注。基于超疏水原理，自清洁表面，油水分离，防除冰等领域被逐渐应用。以荷叶和玫瑰花瓣为例，荷叶表面的水接触角数值大，滚动角小，水滴难以停留在荷叶表面；玫瑰花瓣表面的水接触角同样数值很大，但其滚动角较大，水滴在其表面呈现高粘附态。

相关文献报道了一种可在不同润湿之间转换的超疏水表面，以形状记忆聚氨酯(SMP)为基体，制备出仿生微阵列表面，借助SMP的形状记忆性能，可实现对材料表面形貌的调控，进而实现在“玫瑰花瓣效应”和“荷叶效应”之间的可逆切换。但是该种方法制备过程繁琐，需要使用高精度加工技术加工模具，并采用模板法制备仿生阵列，成本较高，而实验室方法，在大面积表面应用存在困难，限制了其在实际生产中的应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有制备方法存在的过程繁琐、成本高、以及现有实验室方法不适用于制备可调控液体粘附性的大面积超疏水涂层的技术问题，而提供一种可调控液体粘附性的大面积超疏水涂层的制备方法。

本发明的一种可调控液体粘附性的大面积超疏水涂层的制备方法按以下步骤进行：

一、将聚四氟乙烯颗粒溶解在丙酮中，磁力搅拌至混合均匀，得到聚四氟乙烯溶液；

二、将环氧树脂溶解在丙酮中，搅拌至环氧树脂完全溶解，得到环氧树脂溶液；

三、将聚四氟乙烯溶液和环氧树脂溶液混合，得到PTFE/环氧树脂混合液，然后向PTFE/环氧树脂混合液中滴加氟硅烷，再加入胺类固化剂，先磁力搅拌、然后超声处理、再磁力搅拌，得到超疏水涂层溶液；

四、将超疏水涂层溶液喷涂至基底表面，喷涂距离为10cm～20cm，喷涂压力为0.1bar～2bar，喷涂速度10mm/s～30mm/s，喷涂完成后固化，得到超疏水涂层。

进一步限定，步骤一中所述聚四氟乙烯颗粒的质量与丙酮的体积的比为1g：(3～5)mL。

进一步限定，步骤一中所述磁力搅拌时间为10min～30min。

进一步限定，步骤二中所述环氧树脂的质量与丙酮的体积的比为1g：(1～2)mL。

进一步限定，步骤三中所述PTFE/环氧树脂混合液中聚四氟乙烯颗粒与环氧树脂的质量比为(2～3)：1。

进一步限定，步骤三中所述氟硅烷的质量为聚四氟乙烯颗粒和环氧树脂总质量的1％～5％。

进一步限定，步骤三中所述胺类固化剂的质量与环氧树脂的质量比为(8～30)：100。

进一步限定，步骤三中先磁力搅拌10min～30min、然后超声处理10min～30min、再磁力搅拌10min～30min。

进一步限定，步骤四中所述喷涂压力为1bar～2bar。