[发明专利]一种微胶囊型自修复超疏水涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微胶囊型自修复超疏水涂层，由如下重量百分比的组分组成：聚合物基体35～51％和包覆氟硅烷的微胶囊49～65％。本发明的超疏水涂层具有较好的疏水性能，微胶囊内部储存的氟硅烷，在表面自由能的驱动下迁移到胶囊表面，提供低表面能物质，在受磨损破坏后，从破裂的胶囊中释放以修复受损的超疏水表面；微胶囊和聚合物基体共混形成“一体化”的自相似结构，表层的粗糙结构受损后，暴露出的新鲜表面仍然具有较高的粗糙度，大大减弱了化学腐蚀或外力磨损导致的低表面能组分损失和表面粗糙度降低，通过微胶囊和聚合物基体的协同作用，修复涂层受损的超疏水表面。本发明还提供了一种微胶囊型自修复超疏水涂层的制备方法。

技术领域

本发明属于超疏水材料技术领域，具体涉及一种微胶囊型自修复超疏水涂层及其制备方法。

背景技术

超疏水表面(接触角大于150°和滚动角小于10°)性能优异，因此在很多领域，如自清洁、抗腐蚀、防覆冰、减阻、防污等领域具有广泛的应用前景。然而，人造超疏水表面在实际使用过程中耐久性不佳，容易因刮擦、磨损等物理破坏而丧失超疏水性能，大大限制了超疏水材料的应用。赋予超疏水材料自修复性能，在材料受损时自发启动修复“程序”、弥补损伤对材料结构和组分造成的不利影响、修复受损的超疏水性能，可有效延长材料的使用寿命，对拓展其应用领域具有十分重要的意义。

目前，自修复型超疏水材料的构建主要有两种途径，一种途径是构建自动补足低表面能组分的超疏水体系，对于单纯疏水组分的缺失，只需及时补充表面的低表面能组分，利用其自发向材料表面迁移重排的特性，即可实现超疏水性的修复。关于这种途径可以预先在基体内埋植低表面能物质，通过外援补充的方式来修复，如Wang等人“Self-healingsuperhydrophobic materials showing quick damage recovery and long-termdurability”,Langmuir,2017,vol.33,pp.9972-9978以及Chen等人“Fabrication of all-water-based self-repairing superhydrophobic coatings based on UV-responsivemicrocapsules”,Adv.Funct.Mater,2015,Vol 25,pp.1035-1041通过外援补充的方式来修复。此外，还可以通过本体补充的方式实现修复，如中国专利CN101791608中提出的自修复超疏水涂层的制备方法。这种方法构造出的自修复型超疏水涂层，一旦涂层表面的低表面能物质被紫外线或酸雨分解，涂层内部的低表面能分子能够自发向涂层表面迁移，补充表层低表面能物质，从而实现对受损的超疏水性能的修复。然而，这种方法涂层构造步骤繁多，工艺较复杂，修复响应条件缺乏针对性，不适合大面积使用，故而在实际应用中有一定的局限性。