本發(fā)明涉及功能性涂層材料，具體地，涉及具防粘、自滲油特性的超低粘附涂層及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、防粘涂層材料在工業(yè)、醫(yī)療、食品加工、海洋工程等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，例如防止粘連、減少摩擦、易于清潔和降低生物污損等。目前，超疏水涂層和低表面能材料被廣泛用于實現(xiàn)防粘效果。這些涂層通常通過在基材表面構(gòu)筑微納米結(jié)構(gòu)或引入含氟聚合物來降低表面能，從而減少物質(zhì)的黏附。然而，傳統(tǒng)的超疏水涂層在實際應(yīng)用中存在一些局限性。首先，這些涂層的微納米結(jié)構(gòu)易受到機(jī)械損傷，導(dǎo)致防粘性能下降。其次，含氟聚合物的使用可能帶來環(huán)境和健康方面的擔(dān)憂。此外，大多數(shù)防粘涂層在基材表面的附著力不足，容易脫落，影響其長期使用。

2、為了克服超疏水涂層的缺陷，自滲油表面(slips，滑液潤濕表面)被提出并引起了廣泛關(guān)注。自滲油表面通過在多孔結(jié)構(gòu)中引入潤滑液體，形成穩(wěn)定的液體薄層，能夠有效抑制物質(zhì)黏附。自滲油表面具有優(yōu)異的防粘和自潤滑性能，且對表面損傷具有一定的自修復(fù)能力。

3、然而，當(dāng)前的自滲油表面制備方法通常涉及復(fù)雜的多步工藝，例如多孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑、潤滑液的注入和保持等。這些方法往往工藝復(fù)雜、成本高、效率低。此外，潤滑液的流失和蒸發(fā)也會導(dǎo)致防粘性能隨時間下降。另一方面，如何在保證防粘和自滲油特性的同時，提高涂層在基材上的附著力，仍然是一個亟待解決的技術(shù)問題。

4、因此，迫切需要一種簡單高效的涂層制備方法，能夠賦予材料防粘、自滲油的特性，且具備高附著力，以滿足實際應(yīng)用的需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種簡單高效的涂層制備方法，能夠構(gòu)筑兼具防粘、自滲油特性的超低黏附涂層，且涂層與基材具有高附著力，滿足實際應(yīng)用需求。

2、根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容，提供了一種具防粘、自滲油特性的超低粘附涂層的制備方法，包括以下步驟：

3、基材預(yù)處理：對基材表面進(jìn)行清潔處理；

4、制備含自滲油成分的涂層混合物：將乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體、含氫硅油、鉑催化劑和低分子量二甲基硅油按比例混合，攪拌后得到均勻的涂層混合物，將其真空脫氣后得到均勻的含自滲油成分的涂層混合物；

5、涂覆超低黏附自滲油涂層：將含自滲油成分的涂層混合物涂覆于預(yù)處理后的基材表面后，將其放入烘箱中在60～150℃下固化30～120分鐘，在基材表面形成兼具防粘、自滲油特性的超低黏附涂層。

6、作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，所述基材預(yù)處理過程中，對基材依次使用丙酮、無水乙醇和去離子水進(jìn)行每次5～15分鐘的超聲清洗，去除表面油污和雜質(zhì)，清洗后在潔凈環(huán)境中干燥備用。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，所述制備含自滲油成分的涂層混合物過程中，所述乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體與含氫硅油的按質(zhì)量比為100：(8～12)進(jìn)行混合，加入少量鉑催化劑混合均勻后，再加入所述低分子量二甲基硅油，所述低分子量二甲基硅油在涂層混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%～70%；所述乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體的分子量為5,000～20,000?g/mol；所述含氫硅油的含氫量為0.5～2.0?mmol/g；所述鉑催化劑的鉑含量為0.1～2?wt%；所述低分子量二甲基硅油的粘度為5～200?cst。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，所述制備含自滲油成分的涂層混合物過程中，攪拌的溫度為20～40℃，攪拌的時間為0.5～2小時，真空脫氣的真空度為1～100?pa，脫氣時間為10～60分鐘。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，所述涂覆超低黏附自滲油涂層過程中涂覆的方法采用旋涂、噴涂、刮涂、浸涂或絲網(wǎng)印刷方法中的一種；

10、將含自滲油成分的涂層混合物涂覆于預(yù)處理后的基材表面的過程中，涂覆前將基材置于真空度為1~100pa的環(huán)境中脫氣5~30分鐘；涂覆后的涂層厚度為5～100μm。

11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，所述基材的材料為不銹鋼、鋁合金、玻璃、陶瓷、硅片、聚碳酸酯、聚丙烯或聚酰亞胺材料中的一種。

12、本發(fā)明還提供了一種上述方法制備的具防粘、自滲油特性的超低粘附涂層。

13、本發(fā)明還提供了上述具防粘、自滲油特性的超低粘附涂層在提升硅橡膠涂層附著力方面的應(yīng)用。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，在基材與硅橡膠涂層之間引入具防粘、自滲油特性的超低粘附涂層。

15、作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，在基材與硅橡膠涂層之間引入超低粘附涂層的過程中，先將自滲油成分的涂層混合物涂覆于預(yù)處理后的基材表面，涂覆的涂層厚度為5～50μm，在1~100pa的真空條件下脫氣5～30分鐘后，在60～150℃固化1～15分鐘后得到含自滲油成分的界面層，其后在界面層上涂覆厚度為5～100μm的硅橡膠材料，在100～150℃下固化30～120分鐘得到具有高結(jié)合力的硅橡膠涂層。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

17、1.?簡單高效的一步涂覆工藝：本發(fā)明采用一步涂覆工藝,將防粘、自滲油和高附著力等多種功能集成于單一涂層中。這種方法顯著簡化了傳統(tǒng)多層涂覆工藝,大幅降低了生產(chǎn)成本和時間。同時,一步涂覆還減少了層間界面問題,提高了涂層的整體性能和穩(wěn)定性。

18、2.?優(yōu)異的防粘性能與自滲油特性并存：通過在涂層混合物中引入低分子量二甲基硅油,本發(fā)明成功地將防粘性能和自滲油特性有機(jī)結(jié)合。這種獨特的組合使得涂層表面不僅具有超低黏附性,還能在磨損或微損傷時通過自滲油機(jī)制快速修復(fù)表面性能,顯著延長了涂層的使用壽命和可靠性。

19、3.?高附著力與基材的廣泛適用性：本發(fā)明的涂層配方設(shè)計考慮了與基材的結(jié)合力問題。通過調(diào)整pdms預(yù)聚體、含氫硅油和低分子量二甲基硅油的比例,以及采用適當(dāng)?shù)幕念A(yù)處理方法,使得涂層能夠與多種基材(如金屬、玻璃、陶瓷和高分子材料等)形成強(qiáng)結(jié)合。這極大地擴(kuò)展了涂層的應(yīng)用范圍,滿足了不同領(lǐng)域的需求。

20、4.?卓越的耐高溫性能：本發(fā)明采用的有機(jī)硅材料具有優(yōu)異的耐高溫性能。通過精心設(shè)計的固化工藝(60～150℃下固化30～120分鐘),涂層形成了穩(wěn)定的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這使得涂層在高溫環(huán)境下仍能保持其防粘、自滲油等功能特性,大大拓展了其在苛刻條件下的應(yīng)用潛力,如高溫烘焙設(shè)備、熱交換器表面處理等領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種具防粘、自滲油特性的超低粘附涂層的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具防粘、自滲油特性的超低粘附涂層的制備方法，其特征在于，所述基材預(yù)處理過程中，對基材依次使用丙酮、無水乙醇和去離子水進(jìn)行每次5～15分鐘的超聲清洗，去除表面油污和雜質(zhì)，清洗后在潔凈環(huán)境中干燥備用。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具防粘、自滲油特性的超低粘附涂層的制備方法，其特征在于，所述制備含自滲油成分的涂層混合物過程中，所述乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體與含氫硅油按質(zhì)量比為100：(8～12)進(jìn)行混合，加入少量鉑催化劑混合均勻后，再加入所述低分子量二甲基硅油，所述低分子量二甲基硅油在涂層混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%～70%；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具防粘、自滲油特性的超低粘附涂層的制備方法，其特征在于，所述制備含自滲油成分的涂層混合物過程中，攪拌的溫度為20～40℃，攪拌的時間為0.5～2小時，真空脫氣的真空度為1～100?pa，脫氣時間為10～60分鐘。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具防粘、自滲油特性的超低粘附涂層的制備方法，其特征在于，所述涂覆超低黏附自滲油涂層過程中涂覆的方法采用旋涂、噴涂、刮涂、浸涂或絲網(wǎng)印刷方法中的一種；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具防粘、自滲油特性的超低粘附涂層的制備方法，其特征在于，所述基材的材料為不銹鋼、鋁合金、玻璃、陶瓷、硅片、聚碳酸酯、聚丙烯或聚酰亞胺材料中的一種。

7.一種權(quán)利要求1-6任意一項所述具防粘、自滲油特性的超低粘附涂層的制備方法制備的具防粘、自滲油特性的超低粘附涂層。

8.權(quán)利要求7所述的具防粘、自滲油特性的超低粘附涂層在提升硅橡膠涂層附著力方面的應(yīng)用。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，在基材與硅橡膠涂層之間引入權(quán)利要求7所述的具防粘、自滲油特性的超低粘附涂層。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，在基材與硅橡膠涂層之間引入超低粘附涂層的過程中，先將自滲油成分的涂層混合物涂覆于預(yù)處理后的基材表面，涂覆的涂層厚度為5～50μm，在1~100pa的真空條件下脫氣5～30分鐘后，在60～150℃固化1～15分鐘后得到含自滲油成分的界面層，其后在界面層上涂覆厚度為5～100μm的硅橡膠材料，在100～150℃下固化30～120分鐘得到具有高結(jié)合力的硅橡膠涂層。

技術(shù)總結(jié)
本公開提供具防粘、自滲油特性的超低粘附涂層及其制備方法與應(yīng)用，超低粘附涂層的制備方法包括對基材表面進(jìn)行清潔處理；制備含自滲油成分的涂層混合物：將乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體、含氫硅油、低分子量二甲基硅油和鉑催化劑按比例混合，攪拌后置于真空環(huán)境中脫氣、固化后形成兼具防粘、自滲油特性的超低黏附涂層；制備方法工藝簡便，能夠在多種基材表面形成兼具防粘和自滲油特性的超低黏附涂層，且與基材具有高附著力；另外，基于該涂層的硅橡膠附著方法顯著提高了硅橡膠與基材的結(jié)合力，有效提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，具有良好的工業(yè)應(yīng)用價值。

技術(shù)研發(fā)人員：吳紅星,倪春生,孟飛,史俊勤,王海峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西北工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30