一种无氟荧光超疏水涂料及其应用

本发明涉及新材料，特别是涉及一种无氟荧光超疏水涂料及其应用。

背景技术：

1、超疏水涂料指的是一种具有极强疏水性能的涂料，其表面水接触角通常大于150度。这种涂料使得水在其表面上呈现出极高的接触角，水珠会以球状滚动的形式从表面上滑落。超疏水涂层主要由其表面微纳结构和疏水性材料的组合所决定，而微纳结构的设计和制备则可以通过化学方法、物理方法或者生物学方法等途径来实现。

2、超疏水涂料具有许多潜在的应用，例如，由于其极强的疏水性能，超疏水涂料可以使液体中的污垢和微粒很容易滚动、脱落，从而实现自清洁效果；超疏水涂料可以防止液体、尘埃、污垢等附着在表面上，保持表面干净；超疏水涂料可以阻隔液体接触到基材表面，减缓化学物质的腐蚀作用；超疏水涂料可以在一定程度上防止水分侵入，保护基材不受潮湿；超疏水涂料可以用于医疗器械的表面涂料，以减少细菌附着，同时表现出良好的抗菌性能；超疏水涂料可以提高镜片和玻璃表面的透明度，同时在雨天时减少水珠的残留，提升视野清晰度等等。此外，目前大多数超疏水涂料由含氟硅烷制备，不但成本较高、制备过程复杂，氟的广泛应用也给环境带来较大污染。

3、因此，发明一种新型的无氟超疏水涂料对多种行业的发展都具有积极促进作用。

4、同时，由超疏水涂料构建的超疏水涂层在使用过程中不可避免地会产生微损伤，这种微损伤很难被察觉，但却会大大降低其超疏水性能。因此，开发具有微损伤检测/修复功能的超疏水涂料用于构建具有荧光超疏水涂层，对拓展其广泛应用具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明提出了一种无氟荧光超疏水涂料，所述无氟荧光超疏水涂料是由多孔sio2原位修饰获得的无氟荧光疏水sio2。

2、进一步的，所述多孔sio2的制备方法为将tea、ctab和ss溶解于水中，再加入teos，在20～100℃条件下搅拌4h，将形成的固体离心、洗涤、干燥后，获得所述多孔sio2。

3、进一步的，由所述多孔sio2原位修饰获得的无氟荧光疏水sio2的方法为：

4、将所述sio2分散至长链烷基吡啶(烷基链碳原子数>8)和碱性水溶液中(ph>8)，反应后离心、水洗涤、干燥后，获得所述无氟荧光疏水sio2。

5、本发明还提供一种无氟荧光超疏水涂层的制备，将任一所述的无氟荧光超疏水涂料喷涂在基底上，获得所述无氟荧光超疏水涂层。

6、进一步的，所述无氟荧光超疏水材料的制备方法为：

7、将所述无氟荧光超疏水涂料分散到醇溶液中，获得荧光超疏水涂料-醇混悬液，将所述荧光超疏水涂料-醇混悬液喷涂在所述基底上，获得所述无氟荧光超疏水涂层。

8、进一步的，所述醇溶液为甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇等。

9、进一步的，将所述荧光超疏水涂料-醇混悬液喷涂在所述铜网上，获得所述无氟荧光超疏水涂层。

10、进一步的，喷涂结束后将所述无氟荧光超疏水材料在30℃～150℃条件下干燥，获得所述无氟荧光超疏水涂层。

11、进一步的，所述基底为具有微纳结构的蚀刻铜网。

12、本发明还提供根据任一项所述的无氟荧光超疏水涂料的应用，所述应用为制备无氟荧光超疏水涂层。

13、本发明还提供任一所述的无氟荧光超疏水材料在下述任一中的应用：

14、①所述的无氟荧光超疏水材料在油水分离中的应用；

15、②所述的无氟荧光超疏水材料在制备油水分离产品中的应用；

16、③所述的无氟荧光超疏水材料在抗菌中的应用；

17、④所述的无氟荧光超疏水材料在制备抗菌产品中的应用；

18、⑤所述的无氟荧光超疏水材料在视觉微损伤检测中的应用；

19、⑥所述的无氟荧光超疏水材料在制备视觉微损伤检测产品中的应用；

20、⑦所述的无氟荧光超疏水材料在防水自洁中的应用；

21、⑧所述的无氟荧光超疏水材料在制备防水自洁产品中的应用。

22、本发明还提供任一所述的无氟涂层在下述任一中的应用：

23、①所述的无氟荧光超疏水涂层在油水分离中的应用；

24、②所述的无氟荧光超疏水涂层在制备油水分离产品中的应用；

25、③所述的无氟荧光超疏水涂层在抗菌中的应用；

26、④所述的无氟荧光超疏水涂层在制备抗菌产品中的应用；

27、⑤所述的无氟荧光超疏水涂层在视觉微损伤检测中的应用；

28、⑥所述的无氟荧光超疏水涂层在制备视觉微损伤检测产品中的应用；

29、⑦所述的无氟荧光超疏水涂层在防水自洁中的应用；

30、⑧所述的无氟荧光超疏水涂层在制备防水自洁产品中的应用。

31、与现有技术相比，其有益效果在于：

32、本发明提供一种无氟荧光超疏水涂料及其应用。

33、本发明公开的无氟超疏水荧光涂层优异的荧光性能使其表面微损伤具有快速视觉识别功能，然后可以很容易地通过重新喷涂无氟超疏水荧光涂料进行修复，且不降低其超疏水性。此外，无氟超疏水荧光涂层还具有较虽的表面鲁棒性(机械性能)、良好的化学/热/光稳定性、抗菌和自清洁性能，使该无氟超疏水荧光涂层成功地用于油水分离，分离效率和循环稳定性较高。

34、该制备无氟荧光超疏水涂料以及无氟荧光超疏水涂层的方法简单、成本低、环境友好，通过简单的喷涂，可用于在各种基底(铝合金、玻璃、海绵、织物等)上构建大规模超疏水涂层，具有普遍性和实用性。本研究为构建具有微损伤检测和便捷修复功能的新型无氟荧光超疏水涂层开辟了一条新途径，在化学、环境、临床医学等领域具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种无氟荧光超疏水涂料，其特征在于，所述荧光超疏水涂料是由多孔sio2原位碳化修饰获得的荧光疏水sio2。

2.根据权利要求1所述的荧光超疏水涂料，其特征在于，所述多孔sio2的制备方法为将三乙醇胺、溴化十六烷基三甲胺和水杨酸钠溶解于水中，再加入正硅酸乙酯，获得所述多孔sio2。

3.根据权利要求2所述的荧光超疏水涂料，其特征在于，由所述多孔sio2原位修饰获得的荧光疏水sio2的方法为：

4.一种无氟荧光超疏水涂层，其特征在于，将权利要求1-3任一项所述的无氟荧光超疏水涂料喷涂在基底上，获得所述无氟荧光超疏水涂层。

5.根据权利要求4所述的无氟荧光超疏水涂层，其特征在于，所述无氟荧光超疏水涂层的制备方法为：

6.根据权利要求5所述的荧光超疏水涂层，其特征在于，将所述荧光超疏水涂料-醇混悬液喷涂在所述铜网上，自然干燥或者烘干，获得所述无氟荧光超疏水涂层。

7.根据权利要求6所述的无氟荧光超疏水涂层，其特征在于，所述基底为具有微纳结构的蚀刻铜网。

8.权利要求1-3任一项所述的无氟荧光超疏水材料在下述任一中的应用：

9.权利要求4-7任一项所述的无氟涂层在下述任一中的应用：

技术总结
本发明涉及新材料技术领域，公开了一种无氟荧光超疏水涂料及其应用，其中，所述无氟荧光超疏水涂料是由多孔SiO<subgt;2</subgt;原位修饰获得具有荧光性能的无氟疏水SiO<subgt;2</subgt;；本发明通过简单地将合成的无氟荧光疏水SiO<subgt;2</subgt;喷涂到蚀刻的铜网(CM)上，有效地制备了一种新型的无氟荧光超疏水涂层；所述无氟荧光疏水SiO<subgt;2</subgt;的制备方法简单、成本低、环境友好，可用于在各种基底上构建大规模超疏水涂层，具有普遍性和实用性；其荧光特性使涂层具有微区破损可视化功能，通过简单的再喷涂，可实现其超疏水功能的修复。本发明为构建具有微损伤检测和便捷修复功能的新型无氟超疏水荧光涂料开辟了一条新途径，在化学、环境、临床医学等领域具有广阔的应用前景。

技术研发人员：郑保战,杜娟,郭勇,吴慧娟,舒亚希
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8