[发明专利]一种基于绒毛状的ZnO棒-PDMS的超疏水涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于绒毛状的ZnO棒‑PDMS的超疏水涂层，属于超疏水涂层技术领域，通过严格控制ZnO和PDMS的比例来制备ZnO/聚二甲基硅氧烷(PDMS)层，将预聚物A溶液加入到正己烷溶液中并充分搅拌，再加入纳米氧化锌并充分搅拌使其混合均匀，然后加入固化剂B溶液充分搅拌，将上述混合好的PDMS/ZnO纳米粒子溶液旋涂在载玻片上，固化制得PDMS/ZnO纳米粒子基底；在此基础上，通过水热法在基材表面制备了交错生长的氧化锌棒，并形成了一个蓬松的微观表面涂层，经过FAS‑17溶液的改性后，使该超疏水涂层具有优良的自清洁性能，高抗酸碱腐蚀能力，以及对各种常见液体的超疏水性能，并且解决了由于制备过程繁琐，材料成本高以及长期耐久性差的问题。

技术领域

本发明涉及超疏水涂层的制备技术领域，具体涉及一种基于绒毛状的ZnO棒-PDMS的超疏水涂层及其制备方法。

背景技术

一般来说，超疏水性是通过开发具有粗糙纹理的微观和纳米表面结构，然后用低表面能的材料修饰样品表面来实现的，超疏水表面有多种用途，包括自清洁表面、防腐蚀、抗菌性、油水分离、抗冰等。因此，目前的当务之急是设计一种具有实际应用特性的超疏水涂层。

尽管有很多方法可以构建不同的粗糙表面结构和低表面能的超疏水表面，但要实际实现这些表面仍有许多挑战；如现有技术中，申请号为201611046447.8，文献名称抗菌疏水性ZnO纳米棒的制备方法，通过采用抛光钛片作为基底制备ZnO纳米棒，存在制备过程在繁琐，材料成本高，以及长期耐久性差等问题。

为了解决这些问题，我们设计了一种新的简单易行的方法，在这项研究中，我们开发了一种独特的超疏水涂层结构，它的制造简单，在对不同质量比的ZnO/PDMS基材进行测试和表征后，确定了最佳质量比，然后在这个基底上，通过水热法在表面生长氧化锌纳米棒，以制得有着很高的接触角的超疏水涂层，制得的超疏水涂层还具有优良的化学特性和液体排斥性。

发明内容

为此，本发明提供一种基于绒毛状的ZnO棒-PDMS的超疏水涂层及其制备方法，以解决现有技术中由于制备过程繁琐，材料成本高以及长期耐久性差而导致的超疏水涂层不易制备的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种基于绒毛状的ZnO棒-PDMS的超疏水涂层，由PDMS/ZnO纳米粒子基底、喷洒在PDMS/ZnO纳米粒子基底表面的二水醋酸锌种子溶液、六水合硝酸锌溶液和六亚甲基四胺制成的营养液和PDMS/ZnO纳米粒子基底表面交错生长的ZnO棒组成。

进一步地，所述PDMS/ZnO纳米粒子基底采用PDMS预聚物A、正己烷溶液、纳米氧化锌和固化剂B烘干固化而成。

进一步地，超疏水涂层的表面接触角为153°到161°。

进一步地，所述纳米氧化锌平均直径为50-100纳米；所述六水硝酸锌溶液为AR级，所述六亚甲基四胺为AR级，所述二水醋酸锌种子溶液为AR级。

根据本发明的第二方面，本申请提供了基于绒毛状的ZnO棒-PDMS的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将PDMS的预聚物A溶液加入到正己烷溶液中并充分搅拌，然后再加入纳米氧化锌并充分搅拌使其混合均匀，然后加入PDMS的固化剂B溶液充分搅拌，将上述混合好的PDMS/ZnO纳米粒子溶液旋涂在载玻片上，然后在真空烘箱中固化制得PDMS/ZnO纳米粒子基底；