一种超疏水陶瓷的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超疏水陶瓷的制备方法，1）将陶瓷基材超声清洗后干燥；2）室温条件下在100ml丙醇中加入1mlNaOH，然后加入正硅酸异丙酯10ml，搅拌5个小时，陈化3天；3）室温条件下在步骤2）制备的分散液中，加入全氟癸基三甲氧基硅烷10ml，反应4个小时后即得超疏水镀膜液；4）将步骤3）制得超疏水镀膜液喷到步骤1）中干燥后的陶瓷基材表面，室温固化1个小时，即得超疏水陶瓷。本发明专利技术有效的防止灰尘、污水等吸附在陶瓷表面，涂层表面持久力长，能够生长在陶瓷表面的时间长达一年，耐磨性和耐腐蚀性大大增加。

Preparation of superhydrophobic ceramics

The invention discloses a preparation method of superhydrophobic ceramics, which includes: (1) drying ceramic substrates after ultrasonic cleaning; (2) adding 1 ml NaOH into 100 ml propanol at room temperature, then adding 10 ml isopropyl orthosilicate, stirring for 5 hours and aging for 3 days; (3) adding 10 ml perfluorodecanotrimethoxysilane into the dispersing solution prepared at room temperature in step 2, the reaction will be super after 4 hours. The superhydrophobic coating solution was prepared by spraying step 3 onto the surface of the dried ceramic substrate in step 1. The superhydrophobic ceramic was obtained by curing at room temperature for 1 hour. The invention effectively prevents dust and sewage from adsorbing on the ceramic surface, has long lasting force on the coating surface, can grow on the ceramic surface for up to one year, and greatly increases wear resistance and corrosion resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水陶瓷的制备方法
本专利技术涉及一种超疏水陶瓷的制备方法，属于喷涂镀膜

技术介绍
超疏水是指水滴的接触角大于150°，滚动角小于10°的固体表面特性，类似于荷叶的自清洁性能。由于超疏水特性在自清洁、节能减阻、生物医学、管道防腐、放生材料等许多方面都有非常广阔的应用前景，因此固体表面的超疏水改性已成为目前研究热点之一。随着科技的发展与进步，传统陶瓷的亲水特性无法满足使用需求，对其进行疏水改性，提高疏水性能，从而应用于污水处理等环保领域具有十分重要的科学价值和实用价值。专利CN103755391A公开了一种疏水陶瓷表面改性的方法，首先配制第一溶液，即硅烷化合物/有机溶剂的混合溶液，将其用来活化陶瓷；然后将金属粉末、水和丙酮的混合物溶液加入第一溶液，再次用来活化陶瓷。本专利采用了低表面能的硅烷或氟代硅烷化合物与超声技术相结合的方式，制备的陶瓷具有疏水性。专利CN102976754A公开了一种烧结超疏水性植物叶片制备碳素超疏水陶瓷方法，其中采用的是荷叶、粽叶、水稻叶等超疏水植物叶片高温烘烤后，置于氩气、氮气等非氧化性气氛中烧结得到碳素陶瓷，然后浸泡于氟硅烷和异丙醇溶液中的方式，制备了超疏水碳素陶瓷，接触角可达158º。专利CN102976763A公开了一种烧结植物叶片制备碳/氧化锌超疏水陶瓷的方法，其中采用的是以超疏水性植物叶片为制备模板，通过非氧化气氛保护烧结，得到具有叶片构造的碳素陶瓷，再经过硝酸锌溶液的浸渍处理，并通过非氧化气氛保护烧结，得到碳/氧化锌陶瓷。并用氟硅烷低表面能进行修饰，制备出超疏水陶瓷，接触角可达162º。但工艺略显复杂。专利CN1901989B公开了具有疏水涂层的陶瓷结构，可用作NOX催化剂载体，或用作DPF的催化剂载体结构。将包含有粉状堇青石、甲基纤维素粘结剂、二氧化硅等的一种堇青石组合物施涂于多微孔陶瓷表，然后干燥，热处理的方式，测试结果表面接触角大于50º。专利CN10287218A先配制含硅聚合物溶液，然后进行静电纺丝，接下来经过热处理和表面处理的方式制备了疏水吸油陶瓷纤维毡，接触角最高为142º。接触角是评价疏水材料的关键指标，接触角越高，表明材料的疏水性能越好。当接触角大于150º时，可认定该材料具有超疏水性能。随着水污染情况的日益严重以及相关环保法规的出台，具有良好疏水性能，制备方法简便、设备投资小的超疏水陶瓷膜材料必将引起人们极大的关注。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种超疏水陶瓷的制备方法，该制备方法简单，原料价廉易得，有效的防止灰尘、污水等吸附在陶瓷表面，涂层表面持久力长，耐磨性和耐腐蚀性大大增加。为解决上述技术问题，本专利技术采取如下技术方案：一种超疏水陶瓷的制备方法，包括如下步骤：1）陶瓷基材预处理：将陶瓷基材超声清洗30～120分钟，然后置于60℃～100℃的条件下干燥2～4个小时；2）分散液的制备：室温条件下在100ml丙醇中加入1mlNaOH，然后加入正硅酸异丙酯10ml，搅拌5个小时，陈化3天；3）超疏水镀膜液的制备：室温条件下在步骤2）制备的分散液中，加入全氟癸基三甲氧基硅烷10ml，反应4个小时后即得超疏水镀膜液；4）将步骤3）制得超疏水镀膜液喷到步骤1）中干燥后的陶瓷基材表面，室温固化1个小时，即得超疏水陶瓷。进一步地，所述步骤1）中，将陶瓷基材在超声清洗机中超声清洗30～120分钟，然后置于60℃～100℃的的烘箱中干燥2～4个小时。进一步地，所述步骤2）中NaOH的浓度为1mol/L。进一步地，所述步骤2）还可以为室温条件下在100ml乙醇中加入5ml氨水，然后加入正硅酸异丙酯10ml，搅拌5个小时，陈化3天。进一步地，所述步骤2）还可以为室温条件下在100ml甲醇中加入1mlKOH，然后加入正硅酸异丙酯10ml，搅拌5个小时左右，陈化3天。进一步地，所述KOH的浓度为1mol/L。进一步地，所述步骤2）的搅拌速度为1000r/min。进一步地，所述步骤3)还可以为在步骤2）制备的分散液中，加入全氟癸基三氯硅烷5ml,反应3个小时后即得超疏水镀膜液。进一步地，所述步骤3)还可以为在步骤2）制备的分散液中，加入全氟癸基三乙氧基硅烷8ml,反应3个小时后即得超疏水镀膜液。本专利技术的有益效果：本专利技术能够有效的防止灰尘、污水等吸附在陶瓷表面，涂层表面持久力长，能够生长在陶瓷表面的时间长达一年，耐磨性和耐腐蚀性大大增加。具体实施方式下面将通过具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1一种超疏水陶瓷的制备方法，包括如下步骤：1）陶瓷基材预处理：将陶瓷基材置于超声清洗机中超声清洗30～120分钟，然后置于60℃～100℃的烘箱中干燥2～4个小时。2）分散液的制备：室温条件下在100ml乙醇中加入5ml氨水，然后加入正硅酸异丙酯10ml，搅拌速度在1000r/min，5个小时左右，陈化3天。3）超疏水镀膜液制备：室温条件下在步骤2）制备的分散液中，加入全氟癸基三氯硅烷5ml,反应3个小时后即得超疏水镀膜液。4）把步骤3）制得超疏水镀膜液喷到步骤1）中干燥后的陶瓷基材表面，室温固化1个小时，即得超疏水陶瓷，产品的疏水角达150.685°。实施例2一种超疏水陶瓷的制备方法，包括如下步骤：1）陶瓷基材预处理：将陶瓷基材置于超声清洗机中超声清洗30～120分钟，然后置于60℃～100℃的烘箱中干燥2～4个小时。2）分散液的制备：室温条件下在100ml丙醇中加入1mlNaOH（浓度为1摩尔/升），然后加入正硅酸异丙酯10ml，搅拌5个小时左右，陈化3天。3）超疏水镀膜液的制备：室温条件下在步骤2）制备的分散液中，加入全氟癸基三甲氧基硅烷10ml，反应4个小时后即得超疏水镀膜液。4）把步骤3）制得超疏水镀膜液喷到步骤1）中干燥后的陶瓷基材表面，室温固化1个小时，即得超疏水陶瓷，产品的疏水角达155.621°。实施例31）陶瓷基材预处理：将陶瓷基材置于超声清洗机中超声清洗30～120分钟，然后置于60℃～100℃的烘箱中干燥2～4个小时。2）分散液的制备：室温条件下在100ml甲醇中加入1mlKOH（浓度为1mol/L），然后加入正硅酸异丙酯10ml，搅拌5个小时左右，陈化3天。3）超疏水镀膜液制备：室温条件下在步骤2）制备的分散液中，加入全氟癸基三乙氧基硅烷8ml，反应3个小时后即得超疏水镀膜液。4）把步骤3）制得超疏水镀膜液喷到步骤1）中干燥后的陶瓷基材表面，室温固化1个小时，即得超疏水陶瓷，产品的疏水角达152.325°。本专利技术需要严格控制反应的时间和反应的速率。如果反应时间过长或者反应的速度过快，就会产生微米级的二氧化硅，起不到很好的疏水效果。如果反应时间过短或者反应速率过慢，则反应物不发生反应。本通过本专利技术的方法制备的超疏水陶瓷能够有效的防止灰尘、污水等吸附在陶瓷表面，使陶瓷表面变脏。此外，该涂层表面持久力长，能够生长在陶瓷表面的时间长达一年，而市面上基本没有此类的产品，能够涂覆效果能够长达一年之久的。并且，本专利技术制备的超疏水陶瓷镀膜的耐磨性、耐腐蚀性大大增加，所以本公司的超疏水涂层有良好的竞争力。上面所述的实施例仅仅是本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的构思和范围进行限定，在不脱离本专利技术设计构思的前提下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超疏水陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）陶瓷基材预处理：将陶瓷基材超声清洗30～120分钟，然后置于60℃～100℃的条件下干燥2～4个小时；2）分散液的制备：室温条件下在100ml丙醇中加入1mlNaOH，然后加入正硅酸异丙酯10ml，搅拌5个小时，陈化3天；3）超疏水镀膜液的制备：室温条件下在步骤2）制备的分散液中，加入全氟癸基三甲氧基硅烷10ml，反应4个小时后即得超疏水镀膜液；4）将步骤3）制得超疏水镀膜液喷到步骤1）中干燥后的陶瓷基材表面，室温固化1个小时，即得超疏水陶瓷。

【技术特征摘要】
1.一种超疏水陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）陶瓷基材预处理：将陶瓷基材超声清洗30～120分钟，然后置于60℃～100℃的条件下干燥2～4个小时；2）分散液的制备：室温条件下在100ml丙醇中加入1mlNaOH，然后加入正硅酸异丙酯10ml，搅拌5个小时，陈化3天；3）超疏水镀膜液的制备：室温条件下在步骤2）制备的分散液中，加入全氟癸基三甲氧基硅烷10ml，反应4个小时后即得超疏水镀膜液；4）将步骤3）制得超疏水镀膜液喷到步骤1）中干燥后的陶瓷基材表面，室温固化1个小时，即得超疏水陶瓷。2.根据权利要求1所述的一种超疏水陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中，将陶瓷基材在超声清洗机中超声清洗30～120分钟，然后置于60℃～100℃的的烘箱中干燥2～4个小时。3.根据权利要求1所述的一种超疏水陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中NaOH的浓度为1mol/L。4.根据权利要求1所述的一种超疏水陶瓷的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦网琪，杨新耕，刘炎宇，邵捷，
申请(专利权)人：江苏炫智新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32