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一种具有自清洁功能及自修复效果的涂层及其制备方法技术

技术编号:43346007 阅读:91 留言:0更新日期:2024-11-15 20:43
本发明专利技术公开了一种具有自清洁功能及自修复效果的涂层及其制备方法,属于材料表面处理技术领域。针对目前材料表面处理技术领域涂层污染问题,本发明专利技术提供了一种具有自清洁功能及自修复效果的涂层的制备方法。在疏水基材表面通过共价键引入光催化纳米阵列修饰的纳米微球,并通过表面氟化构筑超双疏涂层。该超双疏涂层具有出色的抗污染性;同时具备光诱导自清洁功效,在紫外光照射下30分钟内表面由超疏水转变为超亲水状态,发生润湿切换和催化,实现快速自清洁;同时超亲水涂层20‑60分钟烘干或者3‑8天避光处理即可恢复超双疏性能,实现涂层的修复再利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料表面处理,具体涉及一种具有自清洁功能及自修复效果的涂层及其制备方法


技术介绍

1、受“荷叶效应”启发,通过在低表面能疏水材料上构建微/纳米级粗糙结构,以及在微/纳粗糙结构表面修饰低表面能物质的方式来构筑超疏水涂层,是应对涂层污染问题的有效解决方式。超疏水涂层的静态接触角通常大于150°,滚动角小于10°,这一超疏水性使液态水及污染物很难与涂层表面发生作用。然而实际应用过程中,除了亲水性污染物,涂层表面同时也需要对表面活性剂、油和乙醇等低表面张力的亲油性物质具有高排斥力,因此进一步提出了超双疏涂层。然而,研究表明超双疏涂层在长时间运行过程中也会存在污染现象。物理清洗效率低且能耗高,化学酸洗碱洗则会损坏涂层表面形态结构及功能,又因为超双疏涂层表面高度拒液,清洁效果往往难以达标,因此实现超双疏涂层的简易清洗和再生利用仍然是工程实践迫切需要解决的问题。

2、润湿性可调的光催化涂层为上述问题提供了良好的解决策略。光催化可在无接触条件下实现涂层自清洁,保留涂层表面不被破坏,光响应润湿性调节可为高度拒液的超双疏涂层提供良好的清洁环境,使水本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有自清洁功能及自修复效果的涂层,其特征在于:在疏水基材表面通过共价键引入光催化纳米阵列修饰的纳米微球,并通过表面氟化构筑超双疏涂层。

2.根据权利要求1所述的一种具有自清洁功能及自修复效果的涂层的制备方法,其特征在于:所述光催化纳米阵列修饰的纳米微球为在纳米微球表面形成垂直生长的具有光催化特性的纳米材料的纳米阵列;

3.根据权利要求2所述的一种具有自清洁功能及自修复效果的涂层的制备方法,其特征在于:通过溶胶-凝胶法制备光催化纳米晶种层,再进行煅烧和水热反应,真空干燥后得到光催化纳米阵列修饰的纳米微球;将疏水基材通过碱刻蚀引入羟基桥连基团完成基材表面预处理...

【技术特征摘要】

1.一种具有自清洁功能及自修复效果的涂层,其特征在于:在疏水基材表面通过共价键引入光催化纳米阵列修饰的纳米微球,并通过表面氟化构筑超双疏涂层。

2.根据权利要求1所述的一种具有自清洁功能及自修复效果的涂层的制备方法,其特征在于:所述光催化纳米阵列修饰的纳米微球为在纳米微球表面形成垂直生长的具有光催化特性的纳米材料的纳米阵列;

3.根据权利要求2所述的一种具有自清洁功能及自修复效果的涂层的制备方法,其特征在于:通过溶胶-凝胶法制备光催化纳米晶种层,再进行煅烧和水热反应,真空干燥后得到光催化纳米阵列修饰的纳米微球;将疏水基材通过碱刻蚀引入羟基桥连基团完成基材表面预处理;利用硅烷偶联剂与疏水基材表面羟基之间的脱水缩合作用,将光催化纳米阵列修饰的纳米微球通过化学键引入到疏水基材表面,得到复合材料;再利用含氟硅氧烷,通过脱水缩合作用完成复合涂层的表面氟化,得到具有自清洁功能及自修复效果的超双疏复合涂层。

4.根据权利要求3所述的一种具有自清洁功能及自修复效果的涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

5.根据权利要求3所述的一种具有自清洁功能及自修复效果的涂层的制备方法,其特征在于:所述步骤1中纳米微球为二氧化硅颗粒、氧化钙颗粒、炭黑颗粒、碳酸钙颗粒、聚四氟乙烯颗粒、聚苯乙烯微球、聚丙烯微球、聚乙烯醇微球中的任意一种或几种;所述步骤1中具有光催化特性的纳米材料为二氧化钛、氧化锌、三氧化二铁、氧化亚铜、三氧化钨、氧化锡、二氧化锆、硫化镉、硫化锌中的任意一种或几种。

6. 根据权利要求3所述的一种具有自清洁功能及自修复效果的涂层的制备方法,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:李剑锋郭茂莲郭淑娟赵华章
申请(专利权)人:山西大学
类型:发明
国别省市:

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