一种疏水涂层及其制备方法技术

技术编号:18648818 阅读:2 留言:0更新日期:2018-08-11 11:05
本发明专利技术公开了一种疏水涂层及其制备方法,该涂层包括:步骤1、将两种以上不同粒径的粒子及紫外光引发剂,分散到聚合物的溶液中,制成涂布液;步骤2、将所述涂布液涂布于基体薄膜(2)的表面,经固化处理后,形成高低错落的两级以上微纳结构,作为所需的疏水涂层(5)。本发明专利技术的方案,可以克服现有技术中抗外力能力弱、适用范围小和使用寿命短等缺陷,实现抗外力能力强、适用范围大和使用寿命长的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种疏水涂层及其制备方法
本专利技术属于超疏水
,具体涉及一种疏水涂层及其制备方法,尤其涉及一种耐磨抗划伤纳米超疏水涂层及其制备方法。
技术介绍
超疏水技术是一种具有特殊表面性质的新型技术,具有防水、防雾、防雪、防污染、抗氧化、防腐蚀和自清洁以及防止电流传导等重要特点。自超疏水技术诞生以来,人们从自然界中寻找灵感,制备了众多表面结构各异的超疏水表面结构。超疏水技术已经可以应用在服装、电子器件、输电线路等需要防水、防冰等领域。目前人们制备的超疏水表面仍存在一些不足,例如抗油污性、持久性、耐刮伤性较差,无法应用于工作环境恶劣、易磨损的适用场合。通常在外力作用下,上述超疏水表面的微纳结构会遭受不可逆性破坏,失去超疏水性能。这一问题使超疏水涂层的实际应用受到极大限制。例如:专利(申请)号为201510789199.5、名称为一种通过不同平均粒径无机纳米颗粒复合制备超疏水涂层的方法的专利(申请)文件中,公开了不同平均粒径无机纳米颗粒复合形成混合分散液后疏水化改性获得复合纳米颗粒分散液和超疏水涂层。其所用纳米粒子粒径为5~300nm之间,虽然所得涂层具有超疏水效果,但所得涂层未经紫外线固化,且纳米粒子粒径维持在纳米尺度,表面硬度不高,没有微纳尺度结构,无法依靠大的微米级粒子对小的纳米粒子进行保护,从而不具有显著地耐划伤作用。又如:专利(申请)号为201510661330.X、名称为超疏水二氧化硅粒子及超疏水涂层的制备方法》的专利(申请)文件中,提出了一种超疏水二氧化硅粒子的制备方法,将纳米二氧化硅粒子和硅烷改性剂分散在溶剂中以形成混合溶液,并经一系列处理制得超疏水涂层,该涂层虽然具有超疏水效果,但涂层没有树脂基体支持,二氧化硅仍为纳米级别大小,整体抗划伤性能不足。又如:专利(申请)号为200610040022.6、名称为具有多及结构的超疏水表面材料及其制备方法的专利(申请)文件中,公开了一种多及结构的超疏水表面材料及其制备方法,其采用粒径范围100微米~10纳米的粒子进行多级结构构筑,后经超疏水改性,可以获得堆积结构表面的超疏水效果。但其表面涂层依靠煅烧方法黏在基片上,工艺复杂,容易烧毁基片,且需清洗、浸泡等复杂步骤,其制备的表面同样不具有耐划伤性能。现有技术中,存在抗外力能力弱、适用范围小和使用寿命短等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,针对上述缺陷,提供一种疏水涂层及其制备方法,以解决现有技术中超疏水表面的微纳结构在外力作用下会遭受不可逆性破坏而失去超疏水性能,存在抗外力能力弱的问题,达到提升抗外力能力的效果。本专利技术提供一种疏水涂层的制备方法,包括:步骤1、将两种以上不同粒径的粒子及紫外光引发剂,分散到聚合物的溶液中,制成涂布液;步骤2、将所述涂布液涂布于基体薄膜的表面,经固化处理后,形成高低错落的两级以上微纳结构,作为所需的疏水涂层。可选地,在步骤1中,两种以上不同粒径的粒子与所述紫外光引发剂的质量比,包括:1~10000:1。可选地,在步骤1中,两种以上不同粒径的粒子,包括:第一粒子和第二粒子;所述第一粒子为小粒径粒子,所述第二粒子为大粒径粒子;其中,所述第一粒子和所述第二粒子的材质,相同或不同;和/或,所述第一粒子的粒径为1~200纳米,所述第二粒子的粒径为1微米~200微米;和/或,所述第一粒子和所述第二粒子的数量比,为10:1~10000:1。可选地,所述第一粒子和所述第二粒子的材质,包括:二氧化硅、二氧化锆、二氧化钛、氧化镁、三氧化二铝、碳酸钡、硫酸钡中的一种或几种的组合。可选地,在步骤1中,所述紫外线引发剂,包括:KIP150、SR1130、OmnipolTX、OmnipolBP、Polymeric910、Irgacure127、Irgacure754、IrgacureOXE01、Rad-StartN-1414、Irgacure379、DarocurMBF、Esacure1001、Esacure1187、Esacure1064、CD-1012、Uvacure1590、Omnicat550、Omnicat650、EbecrylP36、光引发剂184、光引发剂1173中的一种或多种的组合;和/或,所述聚合物的材质,包括:丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、脂环族环氧树脂、双酚A环氧树脂、乙烯基醚树脂中的一种或几种的组合;和/或,所述涂布液中的溶液,包括:水、甲醇、乙醇、乙二醇、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、乙酸乙酯中的一种或多种的组合。可选地,在步骤1中,所述分散的方式,包括:超声分散和/或搅拌分散;和/或,在步骤2中,所述涂布的方式,包括:辊涂;和/或,所述固化处理,包括:先进行紫外固化处理,再用刻蚀剂进行刻蚀处理,然后进行干燥处理;或者,先进行干燥处理,再进行紫外固化处理。可选地,其中,所述紫外固化处理的时长为2~120s;和/或,所述刻蚀剂,包括:水、甲醇、乙醇、乙二醇、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、三氟乙酸、硫酸、盐酸、氢氧化钠水溶液中的一种或多种的组合;和/或,在所述刻蚀处理之后、或在所述干燥处理之前,还包括清洗处理;和/或,所述干燥处理的温度,低于所述涂布液中溶液的沸点。可选地,在步骤2中,所述基体薄膜的材质,包括:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚丙二酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚氨酯、尼龙、ABS、ASA、PMMA中至少之一的膜材或型材,铝、铜、铁、钛、镍、不锈钢中至少之一的箔、板或成型制品,以及玻璃、金刚石、钻石、石英、玛瑙、陶瓷的板材或加工制品材料中的一种或几种的组合。与上述制备方法相匹配,本专利技术另一方面提供一种疏水涂层,包括:所述疏水涂层,由以上所述的疏水涂层的制备方法制备得到。可选地,在所述疏水涂层中,所述聚合物和所述涂布液中的溶液形成聚合物层;所述聚合物层的厚度,小于两种以上不同粒径的粒子中小粒径粒子的粒径。可选地,所述聚合物层的厚度,小于或等于所述小粒径粒子的粒径的3/4。可选地,其中,所述疏水涂层的厚度,包括:5nm~200μm;和/或,所述疏水涂层的水接触角,包括:150°~160°。本专利技术的方案,通过两种不同粒径的粒子组成多级尺寸分布的微纳结构表面,通过粒径较大粒子对粒径较小粒子的保护,使超疏水涂层在受外力作用(例如:摩擦)时,仅有粒径较大的粒子受到力的作用,真正起到超疏水作用的纳米尺度的结构表面不被破坏,可以提高超疏水表面的抗划伤性,使其可以适用于需要耐磨抗划伤的场合。进一步,本专利技术的方案,通过使用了紫外固化技术,使表面聚合物层固化后结构致密,硬度增大,抗划伤能力增强,实现超疏水表面结构中基底聚合物材料的硬度增强问题,使超疏水涂层具有持久的重复使用性。进一步,本专利技术的方案,通过使用了紫外固化技术,使得粒子同基体之间的结合强度增大,在冰的膨胀挤压作用下,不易受到破坏,使用寿命大大延长。由此,本专利技术的方案,利用两种不同粒径的粒子组成多级尺寸分布的微纳结构表面,通过粒径较大粒子对粒径较小粒子进行保护,解决现有技术中超疏水表面的微纳结构在外力作用下会遭受不可逆性破坏而失去超疏水性能,存在抗外力能力弱的问题,从而,克服现有技术中抗本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种疏水涂层的制备方法,其特征在于,包括:步骤1、将两种以上不同粒径的粒子及紫外光引发剂,分散到聚合物的溶液中,制成涂布液;步骤2、将所述涂布液涂布于基体薄膜(2)的表面,经固化处理后,形成高低错落的两级以上微纳结构,作为所需的疏水涂层(5)。

【技术特征摘要】
1.一种疏水涂层的制备方法,其特征在于,包括:步骤1、将两种以上不同粒径的粒子及紫外光引发剂,分散到聚合物的溶液中,制成涂布液;步骤2、将所述涂布液涂布于基体薄膜(2)的表面,经固化处理后,形成高低错落的两级以上微纳结构,作为所需的疏水涂层(5)。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤1中,两种以上不同粒径的粒子与所述紫外光引发剂的质量比,包括:1~10000:1。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在步骤1中,两种以上不同粒径的粒子,包括:第一粒子(1)和第二粒子(3);所述第一粒子(1)为小粒径粒子,所述第二粒子为大粒径粒子;其中,所述第一粒子(1)和所述第二粒子(3)的材质,相同或不同;和/或,所述第一粒子(1)的粒径为1~200纳米,所述第二粒子(3)的粒径为1微米~200微米;和/或,所述第一粒子(1)和所述第二粒子(3)的数量比,为10:1~10000:1。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一粒子(1)和所述第二粒子(3)的材质,包括:二氧化硅、二氧化锆、二氧化钛、氧化镁、三氧化二铝、碳酸钡、硫酸钡中的一种或几种的组合。5.根据权利要求1-4之一所述的方法,其特征在于,在步骤1中,所述紫外线引发剂,包括:KIP150、SR1130、OmnipolTX、OmnipolBP、Polymeric910、Irgacure127、Irgacure754、IrgacureOXE01、Rad-StartN-1414、Irgacure379、DarocurMBF、Esacure1001、Esacure1187、Esacure1064、CD-1012、Uvacure1590、Omnicat550、Omnicat650、EbecrylP36、光引发剂184、光引发剂1173中的一种或多种的组合;和/或,所述聚合物的材质,包括:丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、脂环族环氧树脂、双酚A环氧树脂、乙烯基醚树脂中的一种或几种的组合;和/或,所述涂...

【专利技术属性】
技术研发人员:张福臣王现林罗袁伟黎优霞李成俊吴俊鸿陈志伟黄坚
申请(专利权)人:珠海格力电器股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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