一種具備疏水汽功能的超疏水表面及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具備疏水汽功能的超疏水表面及其制備方法。其中，以重量份數(shù)計，本發(fā)明超疏水表面原料配方包括4～6份硅源、4～5硅胺烷和/或硅氧烷試劑、50～80份有機溶劑、6～10份蒸餾水、5～8份熱固性樹脂和/或有機硅樹脂以及1～4份固化劑；制備時，將硅源加入到有機溶劑中，加入蒸餾水以及硅胺烷和/或硅氧烷試劑，加入熱固性樹脂和/或有機硅樹脂，加入固化劑，覆于處理好的基板表面；本發(fā)明原料常用易得，成本低，制備方法工藝簡單，過程簡單，施工方便，可以應(yīng)用在各種基材表面。所得到的超疏水表面對水的接觸角最大可以達到160°，滾動角最小可達到2°，對微小的水汽保持干燥狀態(tài)，并具有良好的機械性能和耐久性。
【專利說明】一種具備疏水汽功能的超疏水表面及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超疏水涂層表面，具體涉及一種具備疏水汽功能的超疏水表面及其制備方法。
技術(shù)背景
[0002]水珠沖擊固體表面是自然界中一個常見的現(xiàn)象。不同的水珠沖擊動力學包括鋪展，破碎，噴射或者在超疏水上表面的反彈等等。在工程領(lǐng)域中，例如噴墨打印，快速冷卻，換熱器表面延緩結(jié)霜，冷卻吊頂表面阻止冷凝水凝結(jié)長大等等，都涉及到液滴在固體表面的運動行為。通常情況下，利用水滴與固體表面的接觸角大小，可以判斷表面的親疏水性。與水的接觸角大于150°且滾動角小于5°的固體表面,被稱為超疏水表面。這種表面具有疏水，自清潔等優(yōu)良的特性，即所謂的“荷葉效應(yīng)”。利用超疏水特性，可以控制液滴在固體表面的行為，進而達到防結(jié)露，抗結(jié)霜等效果。
[0003]近年來，隨著對超疏水特性研究的不斷深入，各種有關(guān)超疏水表面新的特性及其新的應(yīng)用受到人們廣泛的關(guān)注。例如中國實用新型專利CN202293476U公開了一種超疏水抗結(jié)霜鋁箔材料的制備方法，中國發(fā)明專利申請CN102321974A公開了一種可以防紫外線的超疏水紡織品的制備技術(shù)，中國發(fā)明專利申請CN102140251A公開了一種含氫硅油固化物的超疏水透明薄膜的制備方法。但是這些方法制備過程比較繁瑣，對基材的使用有較大的局限性，不適合大面積處理和應(yīng)用。
[0004]因此，如何制備具有新穎應(yīng)用特性，且制備工藝簡單，可適用于各種基體表面的超疏水材料成為了亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，本發(fā)明的目在于與水的接觸角可以達到160°，滾動角小于3°，且超疏水表面可以對水汽的保持干燥的狀態(tài)；當液體由噴霧瓶霧化后接觸基材表面時，液滴會從表面反彈離開，使得基材表面一直保持干燥狀態(tài)，其疏水性能沒有破壞的，具有良好的機械性能和耐久性的具備疏水汽功能的超疏水表面。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供上述疏水汽功能的超疏水表面的一步法制備方法。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0008]—種具備疏水汽功能的超疏水表面,該超疏水表面通過如下方法形成:將娃源加入到有機溶劑中，攪拌均勻后，加入蒸餾水以及硅胺烷和/或硅氧烷試劑，攪拌均勻得到硅溶膠液；然后將熱固性樹脂和/或有機硅樹脂加入到所述硅溶膠液中，攪拌，加熱至溫度為40~60°C，完全溶解后，加入固化劑，得到復(fù)合的樹脂混合溶液；將所述復(fù)合樹脂混合溶液涂覆于處理好的基板表面，室溫下晾干，烘干，得到具有疏水汽功能的超疏水表面；
[0009] 以質(zhì)量份數(shù)計，所述原料配方組成為:
[0010]

【權(quán)利要求】
1.一種具備疏水汽功能的超疏水表面，其特征在于，該超疏水表面通過如下方法形成:將硅源加入到有機溶劑中，攪拌均勻后，加入蒸餾水以及硅胺烷和/或硅氧烷試劑，攪拌均勻得到硅溶膠液；然后將熱固性樹脂和/或有機硅樹脂加入到所述硅溶膠液中，攪拌，加熱至溫度為40~60°C，完全溶解后，加入固化劑，得到復(fù)合的樹脂混合溶液；將所述復(fù)合樹脂混合溶液涂覆于處理好的基板表面，室溫下晾干，烘干，得到具有疏水汽功能的超疏水表面； 以質(zhì)量份數(shù)計，所述原料配方組成為:石圭源4~6份娃胺焼和/或娃氧焼試劑4~5份有機溶劑50-80份蒸餾水6-10份 熱固性樹脂和/或有機硅樹脂 5~8份固化劑1~4份； 其中，所述硅源為正硅酸乙酯； 硅胺烷和/或硅氧烷試劑為六甲基二硅胺烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷和三甲基氯硅烷中的一種或兩種；其中硅胺烷六甲基二硅胺烷； 當使用硅氧烷試劑，不含六甲基二硅胺烷時，將硅源加入到有機溶劑中后還包括加入催化劑，所述催化劑為氨水；以質(zhì)量份數(shù)計，催化劑用量為O~2份； 所述固化劑為六亞甲基四胺、順丁烯二酸酐固化劑、低分子聚酰胺固化劑、乙二胺、己二胺三乙烯四胺、間苯二胺或端氨基樹脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備疏水汽功能的超疏水表面，其特征在于，所述的有機溶劑為甲醇、乙醇、丙二醇、異丙醇、異丁醇、丁醇和丙三醇中的一種或兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備疏水汽功能的超疏水表面，其特征在于，所述熱固性樹脂為酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂、脲醛樹脂、聚酰亞胺中的一種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備疏水汽功能的超疏水表面，其特征在于，所述有機硅樹脂有醇酸樹脂、聚甲基硅樹脂、環(huán)氧改性有機硅樹脂。
5.權(quán)利要求1-4任一項所述的具備疏水汽功能的超疏水表面的制備方法，其特征在于包括以下具體步驟: (1)將4~6份娃源加入到50~80份有機溶劑中，攪拌30min后,加入蒸懼水6~10份，硅氧烷和/或硅胺烷試劑4~5份，繼續(xù)攪拌120~140min得到硅溶膠液；當使用硅氧烷試劑，不含六甲基二硅胺烷時，將硅源加入到有機溶劑中后還包括加入催化劑，所述催化劑為氨水；以質(zhì)量份數(shù)計，催化劑用量為O~2份； (2)將5~8份熱固性樹脂和/或有機硅樹脂加入到上述制備好的硅溶膠液中，攪拌，加熱溫度為40~60°C，完全溶解后，加入I~4份固化劑，繼續(xù)攪拌，得到復(fù)合的樹脂混合溶液； (3)基板表面預(yù)處理后待用；將所述復(fù)合樹脂混合溶液涂覆于處理好的基板表面，室溫下晾干，然后在60~100°C下烘I~2h，得到具有疏水汽功能的超疏水表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具備疏水汽功能的超疏水表面的制備方法，其特征在于:步驟(I)中所述的攪拌轉(zhuǎn)速為400r/min，步驟(2)中所述的攪拌轉(zhuǎn)速為200r/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具備疏水汽功能的超疏水表面的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述的預(yù)處理為將基板用丙酮和乙醇分別超聲清洗2次，蒸餾水清洗后，烘干。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的具備疏水汽功能的超疏水表面的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述的基板材料為玻璃、金屬或塑料。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具備疏水汽功能的超疏水表面的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所 述的涂覆方式可以用提拉法、刷涂法或噴槍噴涂法。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具備疏水汽功能的超疏水表面的制備方法，其特征在于:具有疏水汽功能的超疏水表面的涂層厚度為2~8um。
【文檔編號】C09D163/00GK104073031SQ201410284528
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】張立志, 全云云 申請人:華南理工大學