一种可控制备高本征疏水性及具有微粗糙结构的CeO2@PTFE涂层的方法及该涂层

本发明属于疏水性涂层，涉及疏水性涂层的制备方法，具体涉及一种可控制备高本征疏水性及具有微粗糙结构的ceo2@ptfe涂层的方法及该涂层。

背景技术：

1、由于疏水材料的广阔应用前景，很多金属表面疏水涂层的制备已经被广泛研究，利用涂层的疏水性能，可以提高金属的耐蚀性能，实现油水分离、逐滴冷凝、防冰/霜、收集液体等。

2、常规的疏水表面往往以聚四氟乙烯为代表的低表面能高分子材料构成，或者在粗糙的表面修饰以氟硅烷为代表的低表面能有机物制备得到。这些材料由于其表面能低，疏水效果好，成本低廉等特点被广泛、大规模的应用，但同时它们也存在机械能差、热稳定性差等问题，在一些室外恶劣环境下应用时，其疏水性能容易退化甚至完全丧失。因此设计、构筑具有良好疏水特性的涂层材料并实现可控制备，开发一种机械性能良好、热稳定性高的疏水涂层的需求十分强烈。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可控制备高本征疏水性及具有微粗糙结构的ceo2@ptfe涂层的方法及该涂层，制备出机械性能良好、热稳定性高的高本征疏水性及具有微粗糙结构的ceo2@ptfe涂层，制备方法简单可控。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种可控制备高本征疏水性及具有微粗糙结构的ceo2@ptfe涂层的方法，包括以下步骤：

4、步骤一、按照铈源与熔盐的摩尔比为1：10，取原料并将其分开研磨，然后均匀分散在无水乙醇中，磁力搅拌30min，再进行干燥处理，得到的混合盐；

5、步骤二、将步骤一得到的混合盐置入马弗炉中进行焙烧处理，从室温以2～5℃/min的速率升温至500℃～800℃，保温2～4h后，进行程序降温，以2～5℃/min速率降温至400℃，再使其自然冷却到室温，将反应后的产物洗剂得到氧化铈纳米颗粒；

6、步骤三、对基底表面进行预处理，然后按照ptfe分散液与去离子水的质量比1:10，取树脂含量为60％的ptfe分散液和去离子水混合，搅拌使其充分混合均匀，使用喷枪在0.4mpa的气压下，以恒定的速度从上到下呈s型移动，将混合的ptfe溶液喷涂在水平放置的预处理后的基底表面，喷涂完毕后，在80℃的恒温干燥箱干燥5～60min进行预固化处理；

7、步骤四、将预固化结束后的样品，在马弗炉中以5℃/min从室温升温至360℃，保温45min，进行焙烧处理，然后以2℃/min程序降温至200℃，最后自然冷却至室温后，即获得ptfe涂层；

8、步骤五、按氧化铈纳米颗粒、ptfe分散液、水的质量比(0.01～0.07)：0.1:1，称取氧化铈纳米颗粒、树脂含量为60％的ptfe分散液、水充分混合均匀，使用喷枪在0.4mpa的气压下喷涂在步骤四的获得ptfe涂层表面；

9、步骤六、将喷涂的氧化铈纳米颗粒基板先在80℃的恒温干燥箱中干燥10min，然后再在马弗炉中以5℃/min从室温升温至360℃，保温45min，进行焙烧处理，然后以2℃/min程序降温至200℃，最后自然冷却至室温后，即获得ceo2@ptfe涂层。

10、本发明还具有以下技术特征：

11、优选的，步骤一中所述的铈源为六水合硝酸铈、六水合氯化铈、碳酸铈中的任一种。

12、优选的，步骤一中所述的熔盐为氯化钾、硝酸钾、氯化钠、硝酸钠和氯化锂中的任意两种或多种的混合物。

13、优选的，步骤一中所述的干燥处理为恒温干燥箱50～80℃干燥4～5h。

14、优选的，步骤二中所述的洗剂为使用去离子水反复洗涤3～5次。

15、优选的，步骤三所述的基底的预处理方法包括：先将基底用丙酮和乙醇超声清洗两次，然后在80℃恒温干燥箱中干燥30min后备用。

16、优选的，步骤三所述的搅拌为使用磁力搅拌器持续搅拌60min。

17、优选的，步骤五中所述的充分混合的方法为超声分散30min。

18、本发明还保护一种采用如上所述的方法制备的高本征疏水性及具有微粗糙结构的ceo2@ptfe涂层。

19、本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

20、本发明选用ce3+为原料，硝酸钾-氯化钾为熔盐体系，采用简单的熔盐法，合成的氧化铈基纳米颗粒，其微观形貌为八面体，通过调整焙烧制度，可以实现300～500nm的可控制备，尺寸可控，粒径分布均匀；进一步，通过氧化铈纳米颗粒和低表面能物质的协同作用即氧化铈纳米颗粒和聚四氟乙烯相互的附着作用构筑微纳米结构，极大地增强了疏水能力同时有效的提高了涂层的耐磨性能，工艺制备相对简单，低成本生产，制备出机械性能良好、热稳定性高的高本征疏水性及具有微粗糙结构的ceo2@ptfe涂层，对基底进行表面保护处理，易于工业生产化。

技术特征：

1.一种可控制备高本征疏水性及具有微粗糙结构的ceo2@ptfe涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的可控制备高本征疏水性及具有微粗糙结构的ceo2@ptfe涂层的方法，其特征在于，步骤一中所述的铈源为六水合硝酸铈、六水合氯化铈、碳酸铈中的任一种。

3.如权利要求1所述的可控制备高本征疏水性及具有微粗糙结构的ceo2@ptfe涂层的方法，其特征在于，步骤一中所述的熔盐为氯化钾、硝酸钾、氯化钠、硝酸钠和氯化锂中的任意两种或多种的混合物。

4.如权利要求1所述的可控制备高本征疏水性及具有微粗糙结构的ceo2@ptfe涂层的方法，其特征在于，步骤一中所述的干燥处理为恒温干燥箱50～80℃干燥4～5h。

5.如权利要求1所述的可控制备高本征疏水性及具有微粗糙结构的ceo2@ptfe涂层的方法，其特征在于，步骤二中所述的洗剂为使用去离子水反复洗涤3～5次。

6.如权利要求1所述的可控制备高本征疏水性及具有微粗糙结构的ceo2@ptfe涂层的方法，其特征在于，步骤三所述的基底的预处理方法包括：先将基底用丙酮和乙醇超声清洗两次，然后在80℃恒温干燥箱中干燥30min后备用。

7.如权利要求1所述的可控制备高本征疏水性及具有微粗糙结构的ceo2@ptfe涂层的方法，其特征在于，步骤三所述的搅拌为使用磁力搅拌器持续搅拌60min。

8.如权利要求1所述的可控制备高本征疏水性及具有微粗糙结构的ceo2@ptfe涂层的方法，其特征在于，步骤五中所述的充分混合的方法为超声分散30min。

9.一种采用如权利要求1至8中任一项所述的方法制备的高本征疏水性及具有微粗糙结构的ceo2@ptfe涂层。

技术总结
本发明属于疏水性涂层技术领域，具体公开了一种可控制备高本征疏水性及具有微粗糙结构的CeO<subgt;2</subgt;@PTFE涂层的方法及该涂层，制备方法包括，选用Ce<supgt;3+</supgt;为原料，采用熔盐法合成出八面体形貌，尺寸可控，粒度分布均匀立方萤石结构的氧化铈基纳米颗粒；将低表面能PTFE溶液喷涂在基底上，进行预固化和焙烧固化；将制备的氧化铈纳米颗粒与低表面能PTFE溶液混合，喷涂在基底上，进行预固化和焙烧固化；工艺制备相对简单，低成本生产，制备出机械性能良好、热稳定性高的高本征疏水性及具有微粗糙结构的CeO<subgt;2</subgt;@PTFE涂层，对基底进行表面保护处理，易于工业生产化。

技术研发人员：许宁,林雨,赵嘉怡,马家辉,雒玉欣,高梓恒,高凯龙,霍宇
受保护的技术使用者：陕西科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14