一种用于疏水涂层复刻的模板制造技术

本发明专利技术公开了一种用于疏水涂层复刻的模板，所述模板是通过以下方法制备的：首先制备模板材料：所述模板的原料包括硅酮树脂40‑70份、流平剂0.01‑10份、消泡剂0.01‑10份、催化剂0.01‑5份、溶剂20‑50份。按照所述配比将硅酮树脂溶解于溶剂中后，加入消泡剂、流平剂和催化剂搅拌均匀，在40‑100℃温度下保温1‑8小时，得到用于疏水涂层复刻的模板材料；然后对所述模板材料表面进行刻蚀：通过多次喷涂方式使可溶性盐嵌于模板材料表层，再将盐颗粒刻蚀，从而简便快速地在基体表面构造多级粗糙结构，制备用于疏水涂层复刻的模板。本发明专利技术制备工艺简单，生产成本低，绿色环保且模板可重复使用。

A template for hydrophobic coating

【技术实现步骤摘要】
一种用于疏水涂层复刻的模板
本专利技术涉及一种用于疏水涂层复刻的模板。属于材料

技术介绍
疏水材料在许多场合都有重要应用，例如，它可以用来防污自清洁、防附冰、防腐蚀、抗氧化和防止电流传导等。基于荷叶疏水自清洁效应，以仿生为基础的超疏水表面已经成为目前的一个研究热点。在制备疏水表面时，首先要降低材料表面的自由能；其次，提高材料表面的粗糙度，减小水滴与表面的接触面积可以有效提高表面接触角，增大疏水性。然而，目前表面粗糙度的构造方法还存在着工艺复杂、成本高等诸多问题。例如：公开号为CN106809795A、名称为《一种超疏水微结构及制备方法》的专利技术，以胶体晶粒作为刻蚀的掩膜，采用胶体晶粒刻蚀技术，利用感应耦合等离子刻蚀技术进行刻蚀，从而在硅片表面形成纳米级或微米级的微结构。利用光刻蚀法可以很好地控制材料表面粗糙度的大小，但仪器价格昂贵，制备过程复杂，不适用于大规模生产；公开号为CN103409754A、名称为《基于刻蚀法的铝材料表面超疏水性处理工艺》的专利技术，报道了采用一定浓度的盐酸溶液对抛光后铝试样表面进行刻蚀，再通过硬脂酸乙醇溶液进行低表面能修饰，获得超疏水性能。刻蚀多孔铝模板可以构造粗糙度，但可选择的基底有限，且刻蚀效果不易控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种工艺简单，成本低廉的用于疏水涂层复刻的模板，并且模板具有可反复使用的优点，以克服现有技术中的不足。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于疏水涂层复刻的模板，其特征在于，所述的模板是通过以下方法制备的：1)制备模板材料：所述模板的原料包括以下重量组分：按照所述配比将硅酮树脂溶解于溶剂中后，加入消泡剂、流平剂和催化剂搅拌均匀，在40-100℃温度下保温1-8小时，得到所述用于疏水涂层复刻的模板材料；所述硅酮树脂为苯基硅树脂、甲基苯基硅树脂、聚芳基有机硅树脂、乙烯基硅树脂和乙烯基苯基硅树脂中的至少一种，所述催化剂为有机锡羧酸盐。2)对所述模板材料表面进行刻蚀：将可溶性盐溶解于去离子水中，质量浓度为1％～35％；调节空压机压力为0.2-0.8MPa，通过喷枪使溶液雾化，在模板材料表面喷涂1-8次，再将模板材料加热至150-250℃保温1-12h，待固化后用去离子水将盐颗粒刻蚀除去，即可得到用于疏水涂层复刻的模板。步骤1)中：所述流平剂为聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸乙酯与丙烯酸丁酯共聚物或有机硅改性聚丙烯酸酯中的至少一种。所述消泡剂为乳化硅油或聚二甲基硅氧烷。所述溶剂为二甲苯、甲苯、丙酮、异丙醇、正丁醇和醋酸乙酯中的至少一种。所述催化剂优选为二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、硫醇二辛基锡、二硫醇烷基锡。步骤2)中：所述可溶性无机盐为钠盐、钾盐和铵盐中的至少一种，优选为碳酸钠、碳酸钾、氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾和氯化铵。采用上述技术方案，本专利技术具有以下优点和有益效果：本专利技术提供的用于疏水涂层复刻的模板，选用硅酮树脂为基体，不仅具有很好的耐高温性能，并且成本较低。此外，在对模板材料进行刻蚀时，可通过改变喷涂压力来调控模板表面粗糙度的大小，最终获得一种用于疏水涂层复刻的模板。利用此模板能够简便、快速地在不同基体表面构造粗糙结构，使得涂层疏水性大幅度增强，达到疏水或超疏水性能。同时，模板可以重复使用，从而进一步减小成本，因此具有很好的工业化应用前景。附图说明图1为本专利技术实施例1中用于疏水涂层复刻模板的SEM示意图。图2为本专利技术实施例1中用所制备模板复刻的环氧涂层的SEM示意图。图3为未经复刻的环氧涂层的水接触角示意图。图4为本专利技术实施例1中用所制备模板复刻的环氧涂层的水接触角示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。实施例1取30g的乙烯基硅树脂溶解于70.5g的二甲苯中，搅拌均匀后，加入0.06g消泡剂(BYK-306)、0.06g流平剂(BYK-333)、0.2g二丁基锡二月桂酸酯，再次搅拌均匀后放入90℃烘箱保温4小时，使之预固化得到模板材料。取20g氯化铵和15g氯化钠溶解于200g去离子水中。调节空压机压力为0.2MPa，通过喷枪使溶液雾化，在模板材料表面喷涂2次，待盐颗粒结晶后，将模板材料加热至170℃保温2h。待固化完全后，将模板材料放置于去离子水中将盐颗粒刻蚀除去，最终得到用于疏水涂层复刻的模板。在模板表面浇筑厚约1mm的E51环氧树脂涂层，待其固化后脱模，可得到具有疏水性能的环氧树脂涂层。用接触角测量仪对环氧涂层进行测试，测得与水接触角为130°。实施例2取10g苯基硅树脂和15g乙烯基硅树脂溶解于74.4g二甲苯中，搅拌均匀后，加入0.2g消泡剂(BYK-A535)、0.2g流平剂(BYK-380N)、0.2g硫醇二辛基锡，再次搅拌均匀后放入80℃烘箱保温8小时，使之预固化得到模板材料。取35g碳酸钾溶解于100g去离子水中。调节空压机压力为0.8MPa，通过喷枪使溶液雾化，在树脂表面喷涂4次，待碳酸钾结晶后。将模板材料加热至220℃保温2h。固化完全后，将模板材料放置于去离子水中将盐颗粒刻蚀除去，最终得到用于疏水涂层复刻的模板。在模板表面浇筑厚约1mm的聚二甲基硅氧烷涂层，待其固化后脱模，可得到具有超疏水性能的聚二甲基硅氧烷涂层。用接触角测量仪对涂层进行测试，测得与水接触角为152°。如图1-4所示，图1为本专利技术实施例1中用于疏水涂层复刻的模板的SEM示意图，图2为本专利技术实施例1中用所制备模板复刻的环氧涂层的SEM示意图，图3为未经复刻的环氧涂层的水接触角示意图，图4为本专利技术实施例1中用所制备模板复刻的环氧涂层的水接触角示意图。采用本专利技术的用于疏水涂层复刻的模板，能够简便、快速地在不同基体表面构造粗糙结构(如图2所示)，使得涂层疏水性大幅度增强(如图4所示)，达到疏水或超疏水性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于疏水涂层复刻的模板，其特征在于，所述的模板是通过以下方法制备的：/n1)制备模板材料：/n所述模板的原料包括以下重量组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种用于疏水涂层复刻的模板，其特征在于，所述的模板是通过以下方法制备的：
1)制备模板材料：
所述模板的原料包括以下重量组分：



按照所述配比将硅酮树脂溶解于溶剂中后，加入消泡剂、流平剂和催化剂搅拌均匀，在40-100℃温度下保温1-8小时，得到所述用于疏水涂层复刻的模板材料；
所述硅酮树脂为苯基硅树脂、甲基苯基硅树脂、聚芳基有机硅树脂、乙烯基硅树脂和乙烯基苯基硅树脂中的至少一种，
所述催化剂为有机锡羧酸盐。
2)对所述模板材料表面进行刻蚀：
将可溶性盐溶解于去离子水中，质量浓度为1％-35％，调节空压机压力为0.2-0.8MPa，通过喷枪使溶液雾化，在模板材料表面喷涂1-8次，再将模板材料加热至150-250℃保温1-12h，待固化后用去离子水将盐颗粒刻蚀除去，即可得到用于疏水涂层复刻的模板。


2.如权利要求1所述的用于疏水涂层复刻的模板，其特征在于，所述步骤1)中，流平剂为聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张衍，朱鑫睿，刘育建，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31