[发明专利]一种苯并噁嗪超疏水导电涂层的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种苯并噁嗪超疏水导电涂层的制备方法。

背景技术

超疏水（水静态接触角大于150°，滚动角小于5°）表面具有抗粘附、防污染、自清洁的性能，因此在船体表面减小摩擦、抗生物附着涂料、室外天线、自清洁交通指示灯、防污织物、油水分离等方面具有重要的应用前景。

随着超疏水表面研究工作的不断进展，各种多功能超疏水表面被不断开发出来，其中具有导电性能的超疏水表面由于其表面具有电热效果，并且能够将积累在表面的静电荷移除，因此在抗冰除冰，防水电子器件，抗静电疏水材料上具有潜在的应用价值。

Das 等[Das A, Hayvaci HT, Tiwari MK, et al., Superhydrophobic and conductive carbon nanofiber/PTFE composite coatings for EMI shielding. J. Coll. Interf. Sci. 2011, 353(1), 311-315] 利用碳纳米管纤维和TPFE制备了接触角为158°，滚动角为10°，电导率309 S/m的导电超疏水涂层，涂层具有自清洁性能，并且可用作电磁屏蔽材料。Zou 等 [Zou JH, Cher H, Chunder H, et al., Preparation of a superhydrophobic and conductive nanocomposite coating from a carbon-nanotube-conjugated block copolymer dispersion. Adv. Mater. 2008, 20(17), 3337-3341] 通过溶液浇铸的方法制备了导电超疏水膜，水接触角为154~160°，滚动角小于5°的超疏水表面。同时该表面的电导率在30~100S/cm范围内。可用于对有机气体的检测，由于具有超疏水性质所以比一般的检测材料受湿气影响更小，具有较高的灵敏度。Peng等 [Peng M, Liao ZJ, Qi J, Zhou Z. Nonaligned Carbon Nanotubes Partially Embedded in Polymer Matrixes: A Novel Route to Superhydrophobic Conductive Surfaces. Langmuir. 2010, 26(16), 13572-13578] 介绍了热压法在多种聚合物表面制备具有超疏水性和高电导率的复合涂层。复合涂层的水接触角约为160°，对于不同的基体滚动角在2.0~4.5°范围内，表面具有很高的导电性，方块电阻低于10³Ω/sq。通过氟代烷基硅烷对多壁碳纳米管（MWNTs）进行表面改性可以改善超疏水稳定性。

但现有报道的大多数超疏水表面的制备过程中均涉及用到较昂贵的低表面能物质，如含氟或硅烷的化合物来降低表面的表面能，而且很多对人体和环境有害。因此发明一种简单的，使用较廉价的不含氟的材料来制备超疏水导电涂层是非常有必要的。Wang等[Wang CF, Su YC, Kuo SW, et al., Low-surface-free-energy materials based on polybenzoxazines. Angew Chem Int Edit. 2006,45(14),2248-51 ]研究发现，聚苯并噁嗪具有较低的表面能（16.4 mJ/m²），甚至低于聚四氟乙烯（21 mJ/m²），而聚苯并噁嗪同时具有聚四氟乙烯不具备的制备便宜以及加工方便的优点。同时具有较好的化学稳定性，低吸水性，是一种理想的低表面能物质。

发明内容

　　本发明的目的是为了克服超疏水导电涂层制备材料较贵、制备工艺复杂、超疏水导电性较差、耐酸碱性和耐溶剂性差的缺陷，提供一种工艺简单且成本低、性能好的苯并噁嗪超疏水导电涂层的制备方法。

本发明的苯并噁嗪超疏水导电涂层的制备方法，包括以下步骤：

（1）将0.01-10g苯并噁嗪溶解于1-100ml溶剂中，然后在苯并噁嗪溶液中加入0.01-1g科琴黑，充分搅拌，分散均匀，得到分散液；

（2）采用旋涂、喷涂或溶液浇铸的方法，将步骤（1）的分散液涂于基体表面，在170-250℃下交联固化1-6小时后，冷却得到苯并噁嗪超疏水导电涂层。