[发明专利]一种高透光率和高雾度超疏水涂层的制备方法

说明书

本发明涉及超疏水材料领域，特别涉及一种高透光率和高雾度超疏水涂层的制备方法。本发明以八氯丙基笼型倍半硅氧烷，苯乙烯，2‑2联吡啶，氯化亚铜为原料，经原子转移自由基聚合法合成星型共聚物POSS‑PS。通过非溶剂相分离法(NIPS)将星型共聚物POSS‑PS和制备室温固化硅橡胶溶解在溶剂中，再混合倒入含基体的非溶剂凝固浴中，得到超疏水涂层。本发明制备方法简易，操作简便，制得的涂层具有超疏水，防粘附，自清洁，耐高温，高透光率和高雾度等特点。

技术领域

本发明涉及超疏水材料领域，特别涉及一种高透光率，高雾度超疏水涂层的制备方法。

背景技术

受荷叶表面的簇状结构有利于锁住空气，阻止水浸湿表面的启发，可以制备接触角超过150°具有良好润湿性的超疏水材料。具有独特微观结构的超疏水材料的制备方法多样，包括刻蚀法，模板法，飞秒激光刻蚀法，光刻法，浇铸法，原位聚合法，电化学法，自组装法，静电纺丝法和旋涂法等。在自清洁，防腐蚀，防疏冰，电池干扰屏蔽，自修复，液滴操控，管道运输，油水分离，生物医用等领域应用广泛，前景十分广阔。在前期研究中，“CN202010040398.7一种疏水性星形聚合物多孔膜的制备方法”中先合成得POSS-b-PS-b-PHEMA星型共聚物，以呼吸图案法制成多孔薄膜。再将多孔膜灌注改良硅油，制备疏水性星形聚合物多孔膜，其透光率接近玻璃，但其疏水性是小于 150°，没有达到超疏水状态。且其中不涉及雾度问题的研究。一般透光率高的材料具有较低雾度，难以同时满足高雾度和高透光率的效果。因此如何制备得超疏水涂层的同时还能解决透光率高但雾度低的问题，是本发明研究的方向。

发明内容

本发明提供了一种高透光率，高雾度的超疏水涂层的制备方法，该制备方法工艺简便，反应条件简单。制备的超疏水涂层具有良好的疏水性能，具有高透光率兼具高雾度。

为了达到上述目的，本发明采用的具有方案为：

(1)合成星型共聚物POSS-PS

将苯乙烯，八氯丙基笼型倍半硅氧烷，氯化亚铜和2,2’-联吡啶，及溶剂N，N-二甲基甲酰胺加入Schlenk瓶中，通过原子转移自由基聚合(ATRP)法在110℃下反应24h，得到产物。再将产物过碱性氧化铝柱除氯化亚铜后，在甲醇中沉淀，真空干燥后得到星型共聚物POSS-PS。

进一步，八氯丙基笼型倍半硅氧烷，氯化亚铜，2,2’-联吡啶和苯乙烯的摩尔比为1：1：3：100-200。苯乙烯与溶剂N,N-二甲基甲酰胺体积比为2-4：1。

(2)合成室温固化硅橡胶；

将羟基封端的聚二甲基硅氧烷与甲基三丁酮肟基硅烷(D-30)，按质量比10:1在室温下混合均匀，混合10min左右得室温固化硅橡胶；

(3)制备超疏水涂层

称取步骤(1)星型共聚物POSS-PS和步骤(2)制备的室温固化硅橡胶分别溶于溶剂中，超声溶解得到混合溶液。将玻璃基材放置在非溶剂凝固浴中并沉底，然后将混合溶液倒入非溶剂凝固浴，待溶剂和非溶剂挥发后，可得到超疏水涂层。

进一步，溶剂种类为二氯甲烷，三氯甲烷中的一种或两种混合；非溶剂种类为正己烷，丙酮中的一种或两种混合。本发明选择正己烷，丙酮作为非溶剂，可以获得成型效果好的涂层，如果换成其它溶剂，则不利于涂层成型，会影响涂层的透光率，雾度和接触角。

进一步，星型共聚物POSS-PS在溶剂中的浓度为10-25mg/ml；室温固化硅橡胶在在溶剂中的浓度为星型共聚物POSS-PS浓度的0.4～2 倍。

与现有技术相比，本发明的优异效果为：本发明经原子转移自由基聚合法合成星型共聚物POSS-PS，通过非溶剂相分离法(NIPS) 将星型共聚物POSS-PS和制备室温固化硅橡胶溶解在溶剂中，再混合倒入含基体的非溶剂凝固浴中，得到超疏水涂层。本发明制备方法简易，操作简便，制得的涂层具有超疏水，防粘附，自清洁，耐高温，高透光率和高雾度等特点。