[发明专利]一种有机-无机杂化梯度润湿涂层及其制备方法

摘要

本发明提供一种有机-无机杂化梯度润湿涂层及其制备方法，是将硅氧烷偶联剂与正硅酸乙酯通过溶胶-凝胶法制得硅溶胶，与反应型亲水性单体进行自由基聚合，或只通过应型亲水单体的自由基聚合得到有机-无机杂化亲水材料；反应型亲水性单体与丙烯酸酯类含氟单体共聚制得丙烯酸类含氟聚合物，共聚中也可加入丙烯酸酯类单体；最后将底材浸润在有机-无机杂化亲水材料中，提拉底材的同时依次加入固化剂和丙烯酸类含氟聚合物，得到涂膜后的底材，经高温固化交联即得到有接触角为10°～100°的连续及阶跃式梯度润湿涂层。本发明所制备的梯度润湿涂层与底材无反应，亦无借助底材实现梯度，有效地克服底材受限的缺陷。

主权项

一种有机‑无机杂化梯度润湿涂层的制备方法，其特征在于步骤和如下：（1）采用溶胶‑凝胶法将硅氧烷偶联剂与正硅酸乙酯进行共水解缩合得到硅溶胶；所述硅烷偶联剂为R’(CH2)nSi(OR)3，其中n=0、1、2或3，OR为可水解的烷氧基，R’为带有碳碳双键类的有机链段；（2）以质量份数计，将0份～38份上述硅溶胶、10份～20份的反应型亲水性单体、0.3份～0.7份的偶氮二异丁腈加入到50份～90份的无水乙醇中，在温度75℃～85℃下进行自由基聚合反应，反应时间为4h～8h，得到有机‑无机杂化亲水材料；所述反应型亲水性单体为含有‑OH、‑CONH2、‑COOH或‑SO3H亲水基团的碳碳双键单体；（3）以质量份数计，将1份～20份上述反应型亲水单体、0份～15份的丙烯酸酯单体、0.2份～3.0份的丙烯酸酯类含氟单体、0.5份～0.7份的偶氮二异丁腈加入到50份～80份的无水乙醇中，在温度75℃～85℃下进行自由基聚合反应，反应时间为4h～8h，得到丙烯酸类含氟聚合物；所述丙烯酸酯类含氟单体为含有氟元素的碳碳双键单体；（4）将预处理后的底材浸润在上述有机‑无机杂化亲水材料中，然后加入固化剂并搅拌，其用量为有机‑无机杂化亲水材料质量的3%～20%，搅拌的同时将底材缓慢往上拉动，控制提拉速度为0.5mm/min～3mm/min，提拉时间为5min～40min，提拉完成后再向有机‑无机杂化亲水材料中加入上述步骤得到的丙烯酸类含氟聚合物，其用量为有机‑无机杂化亲水材料质量的10%～130%，继续提拉底材，提拉速度为0.5mm/min～3mm/min，提拉时间为5min～30min，得到涂膜后的底材；整个过程均在缓慢搅拌条件下进行，保持提拉和搅拌时体系液面无波动；所述固化剂为含有能与‑OH、‑CONH2、‑COOH或‑SO3H亲水基团固化交联的固化剂；所述底材为金属、玻璃或塑料；（5）将上一步骤得到的涂膜后的底材置于190℃～230℃的烘箱中进行固化交联，固化时间为1min～5min，得到有机‑无机杂化梯度润湿涂层。