一种超疏水涂层及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103753908103753908A(43)申请公布日2014.04.30(21)申请号201310754886.4(22)申请日2013.12.31(71)申请人浙江大学地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号(72)发明人杜淼李房郑强(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224代理人胡红娟(51)Int.Cl.B32B27/06(2006.01)B32B27/40(2006.01)C09D175/08(2006.01)C08G18/61(2006.01)C08G18/48(2006.01)C08G18/10(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书9页说明书9页附图5页附图5页(54)发明名称一种超疏水涂层及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种超疏水涂层，所述超疏水涂层由交替涂覆在基底上的无机层和有机层组成，所述无机层为无机纳米粒子层，有机层为有机硅改性聚氨酯层，且最底层和最顶层均为有机层。本发明还公开了所述超疏水涂层的制备方法，所述的制备方法不需要昂贵的材料和器材，成本低，施涂方便，可进行大面积的施涂工作；制备得到的超疏水涂层具有超高疏水性、高透明性、高耐久性且不受腐蚀性液体的损伤的优点，并对基底材料没有特殊要求，所使用的溶剂无毒、沸点低、易挥发，涂层形成后无残留。CN103753908ACN1037598ACN103753908A权利要求书1/1页1.一种超疏水涂层，所述超疏水涂层由交替涂覆在基底上的无机层和有机层组成，且最底层和最顶层均为有机层，其特征在于，所述无机层为无机纳米粒子层，有机层为有机硅改性聚氨酯层。2.如权利要求1所述的超疏水涂层，其特征在于，所述超疏水涂层的层数为3～25层。3.如权利要求2所述的超疏水涂层，其特征在于，所述无机纳米粒子层中纳米粒子的粒径为20nm～200nm，所述纳米粒子为二氧化硅纳米粒子或二氧化钛纳米粒子。4.一种如权利要求1、2或3所述的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）由带氨基的硅烷偶联剂和羟基硅油合成端氨基有机硅，将所述的端氨基有机硅与溶剂混合，得到溶液A；（2）由二元异氰酸酯和二羟基聚醚合成聚氨酯预聚体，将所述聚氨酯预聚体与异丙醇混合，得到溶液B；（3）将溶液A与溶液B混合，得到有机硅改性聚氨酯溶液；（4）利用溶胶-凝胶法制备无机纳米粒子分散液；（5）将有机硅改性聚氨酯溶液和纳米粒子分散液交替涂覆到基底上，固化后得到超疏水涂层。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的带氨基的硅烷偶联剂为氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨乙基甲基二甲氧基硅烷或氨丙基三甲氧基硅烷；所述的羟基硅油中羟基含量为0.5%～5%。6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的溶剂为异丙醇或乙醇；所述溶液A的质量百分浓度为1%～40%。7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的二元异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的聚氨酯预聚体中游离异氰酸酯基团的质量百分浓度为3%～10%；所述溶液B的质量百分浓度为1%～40%。9.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的溶液A中端氨基有机硅和溶液B中聚氨酯预聚体的摩尔比为1:2～2:1；制备得到的有机硅改性聚氨酯溶液的质量百分浓度为0.125%～8%。10.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述无机纳米粒子分散液的质量百分浓度为0.125%～25%。2CN103753908A说明书1/9页一种超疏水涂层及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及疏水涂层材料的技术领域，具体涉及一种超疏水涂层及其制备方法。背景技术[0002]受荷叶效应的启发，制备具有超疏水性能的材料表面引起了广泛的关注和重视。超疏水表面一般指水滴接触角大于150°的表面。超疏水表面具有防水、自清洁等特点，因此在日常生活和工农业生产中具有非常广阔的应用前景。就目前的认识来看，超疏水表面的制备机理一般分为两类：一是在低表面能物质表面构建具有一定粗糙度的微观结构，二是用低表面能物质对粗糙的表面进行疏水改性。近年来，发展了许多制备超疏水表面的方法和技术，如模板法、光刻蚀法、等离子体处理、层层组装、氟化处理等。如公开号为CN1611305A的专利文献利用聚合物在溶剂蒸发过程中自聚集、曲面张力和相分离的原理，在室温及大气条件下直接成膜，构建了类似荷叶的微纳双重结构的表面。[0003]公开号为CN101838496A的专利文献公开了一种超疏水聚氨酯/氧