【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料表面改性，具体涉及一种基于聚合物刷的仿生超滑移涂层及其制备方法与应用。
技术介绍
1、猪笼草的捕虫笼处附着了一层液态粘液物质，形成了一个低摩擦、低润湿性的表面，可以防止微生物的附着。受此启发，哈佛大学aizenberg等仿生研发制备了一种“滑液注入多孔表面”(slips)，即在具有多孔微纳结构的基底上注入润滑剂，通过毛细作用使动态的润滑层自发地吸附进纹理特征中，并在受到物理损伤时不断地填补受损区域。由于超滑移表面是一层动态的和不可压缩的液体层，因此其具有良好的自修复性和压力下稳定性。此外，由于注入的润滑层在基底表面形成了光滑、连续和化学均匀的界面，避免了污染直接接触基底，且表面可疏几乎所有液体，如血液、原油、甚至丁烷、甲苯等低表面张力液体，具有极低的接触角滞后，因此在医疗、海洋防污、防冰、耐腐蚀等领域具有很好的应用前景。
2、目前研究的slips制备方法已经有刻蚀法、层层自组装法、聚合物溶胀等，这样制备得到的超滑移表面具有微观结构简单，润滑层与基底之间的相互作用力较弱导致润滑剂易流失，粗糙基底制备工艺复杂，成本高，难以大规模制备等缺陷。同时，存在于多孔结构中的润滑剂在剪切流的存在下很容易从腔内排出，从而影响润滑层的使用寿命，严重限制了超滑移表面在环境中的实际应用。因此，如何简化超滑移表面的制备工艺，增强润滑剂与基底之间的作用力，以减少润滑剂的损失，获得一个持久有效的润滑层已经成了超滑移表面目前的研究趋势和重点。
3、聚合物刷通常指通过物理吸附或者共价键相互作用，将聚合物链的一端锚固在基底
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种基于聚合物刷的仿生超滑移涂层及其制备方法与应用，以克服现有技术中存在的不足。
2、为实现前述专利技术目的，本专利技术实施例采用的技术方案包括：
3、本专利技术实施例提供了一种基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，包括：
4、提供基底；
5、使引发剂在所述基底表面沉积，形成引发剂层；
6、以金属基板作为催化剂，使可自由基聚合单体、配体以及溶剂的混合体系在引发剂层表面反应，接枝形成聚合物刷；
7、在所述聚合物刷表面注入润滑剂，以获得所述的仿生超滑移涂层。
8、进一步地，所述的基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，包括：将引发剂和基底放入真空干燥箱中，于30～80℃下，使引发剂在基底表面沉积不少于120min，形成引发剂层；其中，所述引发剂为2-溴苯基乙酸乙酯、2-溴-2-甲基-6-三甲氧基硅己酸、2-溴异丁酸乙酯、2-氯丙酸乙酯、α-氯代苯乙烷、2-氯丙腈、2-溴丙腈、α-氯乙酰氧基、2-溴乙基苯、溴代异丁酰溴、2-氯异丁酸甲酯、2-氯苯基乙酸乙酯、2-氯乙基苯或氯代仲丁烷中的任一种。
9、进一步地，所述的基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，包括：裁剪与基底大小相同的金属基板，清洗之后覆盖在引发剂层上方，使其与基底距离0.01～2mm，再一起放入可自由基聚合单体、配体以及溶剂的混合体系内，反应10min～120min后取出，得到生长了聚合物刷的基底表面。
10、进一步地，所述金属基板选自铜箔、铁箔、锡箔中的任意一种。
11、进一步地，所述金属基板先于酸洗液中进行除油和除锈活化处理，之后去离子水超声清洗，n2吹干处理；所述除锈活化处理的时间为2～30min；所述酸洗液为盐酸和甲醇的混合溶液。
12、进一步地，所述可自由基聚合单体包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、全氟丁基乙基甲基丙烯酸酯、1-乙烯基咪唑溴盐、甲基丙烯酸十八烷基酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、1-乙烯基咪唑四氟硼酸盐、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸五氟丙酯、全氟己基乙基甲基丙烯酸酯、全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯中的任意一种。
13、进一步地，所述配体为n，n，n′，n″，n″-五甲基二亚乙基三胺、1，1，4，7，10，10-六甲基三亚乙基四胺、2，2-联吡啶、三-(n，n-二甲氨基乙基)胺、三(2-吡啶)甲基胺、六亚甲基四胺中的一种，且所述可自由基聚合单体与配体的体积比为10∶1～50∶1。
14、进一步地，所述溶剂为水与甲醇的混合溶液，且所述可自由基聚合单体与溶剂的体积比为1∶15～2∶3。
15、进一步地，所述的基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，包括：在所述聚合物刷表面注入润滑剂，充分浸润时间≥30min，并垂直静置一段时间，获得所述的仿生超滑移涂层；其中，所述润滑剂为全氟聚醚100/103/105，全氟三正戊胺，全氟萘烷，全氟全氢菲，全氟三苯乙胺，聚二甲基硅氧烷，聚甲基苯基硅氧烷或聚二乙基硅氧烷中的一种。
16、本专利技术实施例还提供了由前述方法制备的基于聚合物刷的仿生超滑移层，所述基于聚合物刷的仿生超滑移层的厚度为800～1500nm。
17、本专利技术实施例还提供了前述的基于聚合物刷的仿生超滑移涂层于海洋防污领域中的应用。
18、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
19、本专利技术通过润滑剂与聚合物刷之间的分子间作用力，在光滑的基底表面制备了持久有效的超滑移涂层；该制备方法简单快速，无需复杂的加工设备和微纳结构的制备；同时该方法具有普适性，能应用在多种基底上，包括且不限于塑料、玻璃、氧化铝等表面，制备所得的超滑移表面具有高光学透过率，优异的疏液性和生物防污性，可有效抗蛋白质、藻类和贻贝粘附。
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1.一种基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，其特征在于：所述基底包括SiO2、玻璃、不锈钢、氧化铝、聚乙烯、涤纶树脂、聚丙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯、皮革或纸中的任一种。
3.根据权利要求1所述的基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，其特征在于，包括：将引发剂和基底放入真空干燥箱中，于30～80℃下，使引发剂在基底表面沉积不少于120min，形成引发剂层；其中，所述引发剂为2-溴苯基乙酸乙酯、2-溴-2-甲基-6-三甲氧基硅己酸、2-溴异丁酸乙酯、2-氯丙酸乙酯、α-氯代苯乙烷、2-氯丙腈、2-溴丙腈、α-氯乙酰氧基、2-溴乙基苯、溴代异丁酰溴、2-氯异丁酸甲酯、2-氯苯基乙酸乙酯、2-氯乙基苯或氯代仲丁烷中的任一种。
4.根据权利要求1所述的基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，其特征在于，包括：裁剪与基底大小相同的金属基板，清洗之后覆盖在引发剂层上方，使其与基底距离0.01～2mm，再一起放入可自由基聚合单体、配体以及溶剂的混合体系内，反应10m
5.根据权利要求4所述的基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，其特征在于，包括：所述金属基板先于酸洗液中进行除油和除锈活化处理，之后去离子水超声清洗，N2吹干处理；所述除锈活化处理的时间为2～30min；所述酸洗液为盐酸和甲醇的混合溶液。
6.根据权利要求1或4所述的基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，其特征在于：所述可自由基聚合单体包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、全氟丁基乙基甲基丙烯酸酯、1-乙烯基咪唑溴盐、甲基丙烯酸十八烷基酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、1-乙烯基咪唑四氟硼酸盐、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸五氟丙酯、全氟己基乙基甲基丙烯酸酯、全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯中的任意一种；
7.根据权利要求1所述的基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，其特征在于，包括：在所述聚合物刷表面注入润滑剂，充分浸润时间≥30min，并垂直静置一段时间，获得所述的仿生超滑移涂层；其中，所述润滑剂为全氟聚醚100/103/105，全氟三正戊胺，全氟萘烷，全氟全氢菲，全氟三苯乙胺，聚二甲基硅氧烷，聚甲基苯基硅氧烷或聚二乙基硅氧烷中的一种。
8.根据权利要求1所述的基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，其特征在于，还包括：对所述基底进行预处理，优选的，所述预处理包括对基底进行清洗、除油，取出后N2吹干，放入等离子体中加工600～1800s。
9.由权利要求1-8中任一项所述方法制备的基于聚合物刷的仿生超滑移层，其特征在于：所述基于聚合物刷的仿生超滑移层的厚度为800～1500nm。
10.权利要求9所述的基于聚合物刷的仿生超滑移层于海洋防污领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，其特征在于：所述基底包括sio2、玻璃、不锈钢、氧化铝、聚乙烯、涤纶树脂、聚丙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯、皮革或纸中的任一种。
3.根据权利要求1所述的基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，其特征在于，包括：将引发剂和基底放入真空干燥箱中，于30～80℃下，使引发剂在基底表面沉积不少于120min，形成引发剂层；其中，所述引发剂为2-溴苯基乙酸乙酯、2-溴-2-甲基-6-三甲氧基硅己酸、2-溴异丁酸乙酯、2-氯丙酸乙酯、α-氯代苯乙烷、2-氯丙腈、2-溴丙腈、α-氯乙酰氧基、2-溴乙基苯、溴代异丁酰溴、2-氯异丁酸甲酯、2-氯苯基乙酸乙酯、2-氯乙基苯或氯代仲丁烷中的任一种。
4.根据权利要求1所述的基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，其特征在于，包括：裁剪与基底大小相同的金属基板，清洗之后覆盖在引发剂层上方，使其与基底距离0.01～2mm，再一起放入可自由基聚合单体、配体以及溶剂的混合体系内，反应10min～120min后取出，得到生长了聚合物刷的基底表面；
5.根据权利要求4所述的基于聚合物刷的仿生超滑移涂层的制备方法，其特征在于，包括：所述金属基板先于酸洗液中进行除油和除锈活化处理，之后去离子水超声清洗，n2吹干处理；所述除锈活化...
【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，谭润香，伍大恒，王佳宁，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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