一种基于微纳多孔结构的仿生超滑长效防污涂层及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115895310A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202310054662.6C09D5/16(2006.01)(22)申请日2023.02.03C09D5/14(2006.01)C09D7/65(2018.01)(71)申请人郑州大学地址450001河南省郑州市高新区科学大道100号(72)发明人田佳佳毕帅强(74)专利代理机构郑州优盾知识产权代理有限公司41125专利代理师张真真(51)Int.Cl.C09D1/00(2006.01)B05D5/00(2006.01)B05D7/14(2006.01)B05D7/24(2006.01)B05D3/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种基于微纳多孔结构的仿生超滑长效防污涂层及其制备方法和应用(57)摘要本发明属于材料工程技术领域，涉及一种基于微纳多孔结构的仿生超滑长效防污涂层及其制备方法和应用。首先对基体表面进行除油及喷砂处理，然后以纳米团聚陶瓷粉末为喷涂原料，采用喷涂方法在基体表面制备微纳多孔结构陶瓷基相涂层；对微纳多孔结构陶瓷基相涂层进行润滑油填充浸渗处理，待孔隙充分填充后，倾斜放置，得到基于微纳多孔结构的仿生超滑长效防污涂层。本发明以简单方法大面积获得了兼具微纳双尺度孔隙结构的环保、长效、高性能仿生超滑防污涂层，将其在人工海水中动态浸泡60天后仍具有118o接触角及5.5o水滴滑动角；在人工海水中浸泡30天后，抑制大肠杆菌贴附率达90%以上；在实海挂板6个月后其表面无任何海生物附着。CN115895310ACN115895310A权利要求书1/1页1.一种基于微纳多孔结构的仿生超滑长效防污涂层，其特征在于：包括微纳多孔结构陶瓷基相涂层及填充在陶瓷基相涂层微纳多孔结构内的润滑油，其中按体积百分比计，微纳多孔陶瓷基相涂层的孔隙率为10~50%，微纳多孔陶瓷基相涂层中微米孔隙占微纳多孔结构孔隙的20~80%，微米孔隙尺寸为1~30μm，纳米孔隙尺寸为10~1000nm，微纳多孔结构陶瓷基相涂层的厚度为0.1~3mm。2.权利要求1所述的基于微纳多孔结构的仿生超滑长效防污涂层的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）对基体表面进行除油及喷砂处理，以获得表面洁净无油且粗化的基体；然后以纳米团聚陶瓷粉末为喷涂原料，采用喷涂的方法在基体表面制备微纳多孔结构陶瓷基相涂层；（2）对步骤（1）所得的微纳多孔结构陶瓷基相涂层进行润滑油填充浸渗处理；待孔隙充分填充后，倾斜放置，去除涂层表面多余的润滑油膜层，得到基于微纳多孔结构的仿生超滑长效防污涂层。3.根据权利要求2所述的基于微纳多孔结构的仿生超滑长效防污涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中基体为钛合金基体、不锈钢基体、船体钢、低碳钢或铜合金中的任意一种，纳米团聚陶瓷粉末为氧化铝、氧化钛、氧化铬、氧化锆或氧化钇中的任意一种或多种的组合，纳米团聚陶瓷粉末的粒度为15~150μm。4.根据权利要求2或3所述的基于微纳多孔结构的仿生超滑长效防污涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中喷涂的方法为热喷涂法或冷喷涂法，其中热喷涂法包括大气等离子喷涂、火焰喷涂或超音速火焰喷涂中的任意一种。5.根据权利要求4所述的基于微纳多孔结构的仿生超滑长效防污涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中冷喷涂法包括高压冷喷涂或低压冷喷涂法。6.根据权利要求2所述的基于微纳多孔结构的仿生超滑长效防污涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中润滑油为全氟聚醚油、全氟油或聚二甲基硅氧烷硅油中的任意一种；润滑油填充浸渗处理包括浸渍法、刷涂法或旋涂法中的任意一种。7.根据权利要求6所述的基于微纳多孔结构的仿生超滑长效防污涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中浸渍法为：将微纳多孔结构陶瓷基相涂层完全浸泡在润滑油中，随后进行低压真空浸渗处理，低压真空浸渗处理的压力为3~1000Pa，低压真空浸渗处理的时间为1~24h，直至微纳多孔结构陶瓷基相涂层的所有孔隙均被填充。8.根据权利要求6所述的基于微纳多孔结构的仿生超滑长效防污涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中刷涂法采用毛刷蘸取润滑油对多孔结构陶瓷涂层进行刷涂，随后进行低压真空浸渗处理，低压真空浸渗处理的压力为3~1000Pa，低压真空浸渗处理的时间为1~24h，直至微纳多孔结构陶瓷基相涂层的所有孔隙均被填充；旋涂法转速为1000~3000rpm，旋涂法旋涂时间为1~10min。9.根据权利要求2‑3或5‑8任一项所述的基于微纳多孔结构的仿生超滑长效防污涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中倾斜放置的角度为30~90°，倾斜放置的时间为0.5~10h，倾斜放置的温度为室温。10.权利