一种绿色环保可应用于多基材的超滑移涂层及其制备方法

本发明属于功能材料，涉及超滑移涂层，具体涉及一种绿色环保可应用于多基材的超滑移涂层及其制备方法。

背景技术：

1、超滑移表面是指涂层表面光滑，粗糙度在几纳米到几十纳米不等，而液体的滑动角小于10°的表面。由于其表面良好的疏液效果，它们在防污、防腐蚀、自清洁、管道运输、医疗、军事等多个领域有着精彩的表现。

2、最早的超滑移涂层表面一般通过构筑微纳米粗糙结构并结合低表面能物质得到。但精细的微纳米结构易受到外力的伤害而遭到破坏，此外其表面的固-液-气三相界面也会被高温液体携带的蒸汽或高压收缩导致由cassie-baxter态到wenzel态的转变，并失去超滑移性能。为了减少结构缺陷对涂层疏液性能的影响，科研人员受猪笼草启发通过将全氟化润滑液注入微纳米结构化的基体中来制备灌注型超滑移涂层。尽管灌注型超滑移涂层因为润滑剂的高流动性可以补充被物理破坏导致的伤处，但由于润滑剂多依赖毛细作用固定，洗涤冲刷或润滑剂自身的蒸发都会导致润滑剂的减少，使得涂层的超滑移性能不稳定，超滑移涂层制备过程中涂层稳定性有待提高。

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具有良好物理化学稳定性、耐腐蚀性、优异的自清洁性能且可应用于多基材的超滑移涂层及其制备方法，该方法操作简单、易于实现、绿色环保。

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、一种绿色环保可应用于多基材的超滑移涂层的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤1、向10～20g硅烷偶联剂中加入100～150ml有机溶剂a，搅拌使其分散均匀，再加入10～15ml水密封并搅拌30～60min使其水解，得到组分1；

5、步骤2：向0.05～1g聚二甲基硅氧烷中加入50～100ml有机溶剂b，搅拌使其充分溶解得到组分2；

6、步骤3：将基材清洗后放入组分1中加热至50～120℃，浸泡1～2h进行硅烷偶联剂的接枝，烘干后再放入组分2中浸泡20～30min进行聚二甲基硅氧烷的共价接枝，最后80～120℃热固化处理20～40min，即可在基材表面形成超滑移涂层。

7、本发明还具有以下技术特征：

8、优选的，步骤1中所述的硅烷偶联剂包括kh-540、kh-550、kh-560、kh-151、kh-171、kh-602或si-69中的任一种。

9、优选的，所述有机溶剂a包括乙醇、甲醇、乙酸乙酯或丙酮。

10、优选的，所述的聚二甲基硅氧烷包括单缩水甘油醚封端聚二甲基硅氧烷、二缩水甘油醚封端聚二甲基硅氧烷或三甲基硅氧烷封端聚二甲基硅氧烷。

11、优选的，所述的有机溶剂b包括甲苯、二甲苯、丁烷或正己烷。

12、优选的，步骤3中所述的基材包括织物、金属、陶瓷、塑料、木制品或包装盒。

13、优选的，步骤3中所述的基材的清洗方法包括先用无水乙醇擦拭之后再用等离子清洗机清洗3～5min。

14、优选的，步骤3中所述的烘干为用烘箱在100～120℃下烘干15～30min。

15、本发明还保护一种采用如上所述的方法制备的绿色环保可应用于多基材的超滑移涂层。

16、本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

17、本发明通过先进行硅烷偶联剂的接枝，再进行聚二甲基硅氧烷共价接枝的方法制备出绿色环保可应用于多基材的超滑移涂层；由于聚二甲基硅氧烷的分子量较低，具有低表面能，链段柔性较高，通过其分子链段旋转或振动自由度弯曲运动呈现类似于液体的高流动性，接枝后能形成“类液体”润滑层，同时由于硅烷偶联剂的存在使得涂层与基材紧密结合，所制备的超滑移涂层具有良好的物理化学稳定性、耐腐蚀性以及优异的自清洁性能，同时也不涉及氟化材料的使用，绿色环保；

18、本发明的制备方法操作简单、易于实现、对基材无特殊要求，可满足多种基材上的使用，具有很好的应用价值以及广泛的市场。

技术特征：

1.一种绿色环保可应用于多基材的超滑移涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的绿色环保可应用于多基材的超滑移涂层的制备方法，其特征在于，步骤1中所述的硅烷偶联剂包括kh-540、kh-550、kh-560、kh-151、kh-171、kh-602或si-69中的任一种。

3.如权利要求1所述的绿色环保可应用于多基材的超滑移涂层的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂a包括乙醇、甲醇、乙酸乙酯或丙酮。

4.如权利要求1所述的绿色环保可应用于多基材的超滑移涂层的制备方法，其特征在于，所述的聚二甲基硅氧烷包括单缩水甘油醚封端聚二甲基硅氧烷、二缩水甘油醚封端聚二甲基硅氧烷或三甲基硅氧烷封端聚二甲基硅氧烷。

5.如权利要求1所述的绿色环保可应用于多基材的超滑移涂层的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂b包括甲苯、二甲苯、丁烷或正己烷。

6.如权利要求1所述的绿色环保可应用于多基材的超滑移涂层的制备方法，其特征在于，步骤3中所述的基材包括织物、金属、陶瓷、塑料、木制品或包装盒。

7.如权利要求1所述的绿色环保可应用于多基材的超滑移涂层的制备方法，其特征在于，步骤3中所述的基材的清洗方法包括先用无水乙醇擦拭之后再用等离子清洗机清洗3～5min。

8.如权利要求1所述的绿色环保可应用于多基材的超滑移涂层的制备方法，其特征在于，步骤3中所述的烘干为用烘箱在100～120℃下烘干15～30min。

9.一种采用如权利要1至8中任一项所述的方法制备的绿色环保可应用于多基材的超滑移涂层。

技术总结
本发明公开了一种绿色环保可应用于多基材的超滑移涂层及其制备方法，包括以下步骤：步骤一、将水、偶联剂与有机溶剂A按比例混合得到聚合物体系，对聚合物体系进行密封加热使其分散均匀，得到组分1；步骤二、将聚二甲基硅氧烷与有机溶剂B按比例混合得到聚合物体系，使其分散均匀得到组分2；步骤三、将基材放入组分1中先进行硅烷偶联剂的接枝，再放入组分2中进行聚二甲基硅氧烷的共价接枝，最后进行热固化即可得到超滑移涂层；本发明制备的绿色环保可应用于多基材的超滑移涂层表现出优异的自清洁性能，且具有良好的物理化学稳定性以及耐腐蚀性能，制备方法绿色环保，具有极大的应用前景。

技术研发人员：张雪,杨进,魏千竣,王潼,贾晓华,宋浩杰
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：2024/1/15