[发明专利]一种控油粘防污自清洁无氟涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种对各类油脂具有低粘附性的防污仿生涂层及其制备方法。该涂层以海豚弹性皮肤为基本研究模型，利用兼具高弹性模量和低表面能的聚合物材料交联而成。通过控制涂层交联密度，改变低表面能含量等参数控制，实现涂层对多种油类及低表面张力液体防粘附性能。该类涂层在静态和动态环境下均可实现优异抗油污粘附性能。该类涂层可适用于多种基材表面，可应用于各类金属、陶瓷、玻璃及各类高分子材料等表面。涂层与基地之间附着力强，具有良好的透明性，柔韧性、腐蚀防护等性能。本发明重点实用于通风设施叶片、通风橱、抽油烟机等风机叶片部件，对于降低表面油渍、灰尘污染，减少能耗，提高工作效率，降低能耗具有良好的应用前景和经济意义。

技术领域

本发明属于新型高分子表面涂层，表面功能涂层技术领域，具体涉及一种控油粘防污自清洁无氟涂层及其制备方法。

背景技术

目前为止，针对防污损、自清洁表面设计及制备的研究颇多，但绝大多数功能表面致力于水滴相关污染防护及自清洁效应。相较而言，以各种油类为代表的低表面张力液体在表面的附着、污染造成影响更大，且表面清理更加困难。其中，在工厂排气设备、各类橱窗排气扇以及家用抽油烟机等领域造成影响更为显著。整个污染过程主要如下：首先，油气在排气扇叶片表面发生附着，随后，空气中灰尘等杂质在叶片表面粘附聚集，进一步油滴附着及灰尘沉积，最终形成油脂固化层。油脂固化层一旦形成，可显著降低通风叶片抽气效率，进一步增加能耗，增加对周边环境污染。当前针对油类表面污染的研究主要集中于如下两种策略：(1)通过构建具有楔形结构的粗糙度表面，来实现超疏油性能，尽管该策略能达到较好的防油粘附效果，然而楔形微纳结构表面构建费时、费力，工艺繁琐，不利于大面积制备，仅处于学术研究阶段。(2)采用具有低表面能的氟化物材料为涂层最外层表面降低油类粘附，当前以聚四氟乙烯(特氟龙不粘锅)为典型代表的含氟材料在控制低表面能类材料粘附方面实现了广泛应用，然而，近年来随着人类环保意识的增强，绿色可持续发展理念进一步深化，人们发现含氟类材料对人类健康、社会环境污染等方面带来严重问题。因此，获得一种工艺制备简单、造价低廉且对人类健康和自然环境无氟化污染的控油粘防污自清洁涂层具有重要意义。

本发明首次公开一种对多种油滴及低表面能液体均具有超低粘附性能的涂层材料及其制备方法，该涂层以海豚弹性皮肤为基本研究模型，集高弹性模量和低表面能于一体，可完全避免氟化物成分的存在，属于环境友好型功能涂层，符合绿色化学的概念。该类涂层在静态和动态环境下均可实现优异抗油污粘附性能。该类涂层可适用于多种基材表面，可应用于各类金属、陶瓷、玻璃及各类高分子材料等表面。涂层与基地之间附着力强，具有良好的透明性，柔韧性、腐蚀防护等性能。本发明重点实用于通风设施叶片、通风橱、抽油烟机等风机叶片部件，对于降低表面油渍、灰尘污染，减少能耗，提高工作效率，降低能耗具有良好的应用前景和经济意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种各种油类及其他低表面能液体抗粘附涂层及其制备方法。不同于现有常规技术，本涂层由绿色无污染的非含氟类材料构成，对多种基底材料均具有良好的附着性，可应用于多种类型通风设备叶片，通风橱、抽油烟机类的关键防油污部件，用于动态及静态油类污染防护。本发明一方面提供一种控油粘防污自清洁无氟涂料技术，另一方面在于提供相应的涂层制备方法。

在一个具体的实施例中，本发明提供了一种控油防污自清洁无氟涂层，该无氟涂层是通过前驱聚合溶液涂覆并固化处理制备，其中前驱聚合溶液由包含以下重量百分比的组分组成：

其中，组分C和组分D不为0；

所述前驱聚合溶液为浓度为10-80wt％含量的溶液。

进一步地，所述的弹性体聚合物A为弹性聚氨酯类预聚物或弹性聚硅橡胶类预聚物。