[发明专利]具有持久超疏水性的自清洁涂层材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有持久超疏水性的自清洁涂层材料及其制备方法。其中的二氧化钛纳米粒子的含量为聚二甲基硅氧烷含量的100％‑150％。本发明所述的超疏水涂层具有以下优点：1)涂层制备方法以及操作设备简单，采用喷涂的方法制备超疏水涂层，有利于大规模的生产。2)适用性广，适用于各种固体基底，包括金属、玻璃、塑料、橡胶等，可用作建筑物外墙涂料，金属防锈蚀表面涂料等。3)具有很好的耐久性，在紫外灯(波长为365nm)下照射7天，以及在室外放置3个月后仍具有超疏水性。4)不仅能够利用水滴带走落在表面的灰尘，而且二氧化钛的光催化特性能够降解其表面的油性有机污染物，使得涂层具有长久的超疏水性。

技术领域

本发明属于化工新材料领域，具体涉及一种具有持久超疏水性的自清洁涂层材料及其制备方法。

背景技术

近年来超疏水表面因其广阔的应用前景备受研究人员的关注。多尺度结构和低表面能物质是获得超疏水的两个关键因素^1-2，因此，可以利用两种技术获得超疏水表面：在低表面能材料上形成粗糙表面，或利用低表面能材料对粗糙表面进行改性。因为具有超疏水性，这种表面表现出极好的自清洁性能，这种性能在工业生产和生物医药等领域有很好的应用前景，例如建筑外墙、内墙的涂层，抗霜冻窗户，油水分离以及医药领域的抗细菌粘附等等^3-5。

许多技术手段已被应用于制备超疏水表面，例如，蚀刻法⁶，溶胶-凝胶法⁷和化学气相沉积(CVD)⁸等。但是，由于生产过程复杂、设备特殊、条件苛刻、成本高、稳定性差等问题，使得超疏水涂层的大规模生产应用受到限制。因此一些简单的方法例如喷涂、刮涂等将逐渐取代上述复杂的制造生产超疏水涂层的方法。同时，为了使得超疏水涂层能够在工业上大规模的生产应用，除生产技术外，价格、污染、涂层的稳定性等问题也亟待解决。

目前二氧化钛改性超疏水涂层受到了广大研究人员的关注。二氧化钛因其优异的光催化活性可赋予超疏水表面光降解污染物的性能，其中纳米二氧化钛由于具有巨大的比表面积因此可以大大提高光催化效率^9-10。然而，这种光催化活性也将降解超疏水涂层中的有机组分，从而使得超疏水涂层的润湿性改变。因此设计一种同时兼具耐持久性与光催化性的超疏水涂层成为了目前的技术难题。

参考文献

[1]Ma M，Hill R M.Superhydrophobic surfaces[J].Current Opinion inColloid&Interface Science，2012，21(1-2):21-32.

[2]Liu M,Wang S,Jiang L.Nature-inspired superwettability systems[J].Nature Reviews Materials,2017,2(7):17036.

[3]Charpentier P A,Burgess K,Wang L,et al.Nano-TiO2/polyurethanecomposites for antibacterial and self-cleaning coatings.[J].Nanotechnology,2012,23(42):425606.

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[5]Xue Z，Wang S，Lin L，et al.A Novel Superhydrophilic and UnderwaterSuperoleophobic Hydrogel-Coated l