[发明专利]一种具有纤毛结构的复合涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种具有纤毛结构的复合涂层及其制备方法和应用，所述具有纤毛结构的复合涂层包括底涂和面涂，面涂涂覆在底涂上；所述底涂和面涂之间通过交联作用固定，所述面涂具有纳米纤毛结构。本发明通过先将底涂涂覆在基底表面，再将面涂通过氧化铝多孔棒在涂层上连续滚动压印并固化涂覆在底涂上得到防水垢涂覆制品。本发明的具有纤毛结构的复合涂层中，水凝胶的亲水性与纳米纤毛结构产生协同作用，不仅能够降低水中矿物粒子在涂层表面的成核几率，而且有效减少对已生成的矿物微晶的粘附。

技术领域

本发明涉及抗水垢涂层技术领域。更具体地，涉及一种具有纤毛结构的复合涂层及其制备方法和应用。

背景技术

在生活生产过程中，冷热水输送管道的结垢现象十分普遍，水垢会缩短设备使用寿命、加快金属腐蚀、导致维护费用增加。在我国，每年因结垢导致的经济损失达到亿元。

水垢的形成，实际上是水中的难溶或微溶盐，易在器壁表面析出，沉积。其形成过程为：水中低溶解度的盐在过饱和状态下，形成微晶，结晶在器壁表面粘附，聚集，结成水垢。一些纳米二氧化硅涂层已经应用于防水垢的领域。现有技术中使用磺酸基修饰的涂层能够避免水中的碱性离子的附着，或者用含氟基团修饰的涂层能够屏蔽被修饰物表面的羟基，可以防止可溶性二氧化硅所引起的水垢。但是，现有技术中的这些涂层在生产使用时可能引起环境污染，而且这些涂层主要应用于室温中的防水垢，在热水环境下所需要的防水垢应用，却没有涉及。

目前，家用的冷热水上水管防水垢功能主要是通过水管的材质的低表面能特性来实现，并没有涂覆其他防水垢涂料，但是实际上，经过测试，常用PVC水管在高温水流经过时都会有大量水垢晶体粘附在表面。

因此，本发明提供了一种具有纤毛结构的复合涂层及其制备方法和应用。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种具有纤毛结构的复合涂层。

本发明的另一个目的在于提供一种具有纤毛结构的复合涂层的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供一种具有纤毛结构的复合涂层的应用。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种具有纤毛结构的复合涂层，所述具有纤毛结构的复合涂层为由底涂和面涂构成的双层涂料体系，面涂涂覆在底涂上；所述底涂和面涂之间通过交联作用固定，所述面层具有纳米纤毛结构。本发明仿生肾小管上皮细胞纳米纤毛结构，通过氧化铝多孔棒连续滚动压印在水凝胶表面修饰纳米纤毛结构，增加了水凝胶的表面张力，使其浸润性由亲水变为超亲水。在超亲水涂层上羟基不仅会占据难溶盐晶体的成核位点，并且能够降低与晶体之间的粘附力，从而防止水垢的形成。

优选地，所述纳米纤毛结构通过多孔棒连续滚动压印并固化得到。

优选地，所述复合涂层的厚度为50～150μm；进一步地，在本发明的某些具体实施方式中，例如，所述复合涂层的厚度为50～140μm、50～130μm、50～120μm、50～110μm、50～100μm、50～90μm、50～80μm、50～70μm、50～60μm等；优选地，所述复合涂层的厚度为60～130μm、70～120μm、80～110μm、90～100μm。

优选地，所述纳米纤毛结构的直径为100～1000nm；进一步地，在本发明的某些具体实施方式中，例如，所述纳米纤毛结构的直径为400～900nm、400～800nm、400～700nm、400～600nm、400～500nm等；更优选地，所述纳米纤毛结构的直径为500～900nm、600～800nm、600～700nm等。

优选地，所述纳米纤毛结构的长度为4～60μm；进一步地，在本发明的某些具体实施方式中，例如，所述纳米纤毛结构的长度为4～40μm、4～30μm、4～20μm、4～10μm等；更优选地，所述纳米纤毛结构的长度为10～50μm、20～40μm、20～30μm等。