[发明专利]一种超双疏涂层及其制备方法和表面润湿性转换方法

说明书

本发明公开了一种超双疏涂层及其制备方法和表面润湿性转换方法，配制超双疏涂料，采用喷涂工艺将超双疏涂料涂覆在基底表面，固化，得到超双疏涂层；表面润湿性转换时，将涂覆有超双疏涂层的基板紧贴设置在两块电极板之间，并将底层电极板置于加热装置上；将两块电极板分别与直流电源的正负极连接；反复向超双疏涂层注入电荷‑加热‑断电‑加热，实现所述超双疏涂层的表面润湿性的可逆转换；通过喷涂混合配制溶液，将构建一种复合微纳米结构超双疏结构，该微纳米复合结构有益于电荷注入并留存于，能够满足表面润湿性的转换；在直流电场和温度升高的共同刺激的情况下，电荷被注入并积聚在固体表面，电荷在固体表面积聚后实现表面润湿性的改变。

技术领域

本发明属于超疏水超疏油涂层技术领域，特别涉及一种超双疏涂层及其制备方法和表面润湿性转换方法。

背景技术

具有可切换润湿性的功能表面由于其在药物释放、微流体装置、催化反应、储能、自清洁涂层、油水分离等领域的潜在应用，近年来引起了广泛的关注。这一切换通常是以外部物理和化学刺激作为基础，从而改变表面润湿行为；其中外部物理刺激最常见的是靠电润湿，即将电源一端与电极板连接，另一端通过导线插入电极板表面水滴中，并通过电源的开闭，实现电极板电润湿变化；其原理是在固液界面产生电荷，从而改变涂层表面的润湿性，但这种工艺只能实现一定范围幅度内的润湿性变化接触角范围一般为30-70°，润湿性变化接触角可改变的范围很小，且对于超双疏涂层无法实现由超双疏性和超双亲性的可逆转换。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种超双疏涂层及其制备方法和表面润湿性转换方法，以解决现有技术中，超双疏涂层无法实现由超双疏性和超双亲性的可逆转换。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种超双疏涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、配制超双疏涂料，具体的：

首先，在乙醇中加入纳米SiO2和微米SiO2，搅拌，得到均匀溶液；

然后，在均匀溶液中加入氨水和去离子水，搅拌，得到均匀混合物；

最后，在均匀混合物中加入正硅酸乙酯、全氟硅基三甲氧基硅烷及清漆，搅拌至溶液均匀无分层，得到所述超双疏涂料；

步骤2、采用喷涂工艺，将步骤1中的超双疏涂料涂覆在基底表面，固化，得到所述的超双疏涂层。

进一步的，步骤1中，配制超双疏涂料时，具体为：

步骤11、称取0.5-2g的纳米SiO2和0.25-1g的微米SiO2，加入10-100mL的乙醇中，搅拌，得到均匀溶液；

步骤12、取2-10mL氨水和1-5mL去离子水，加入步骤11中的均匀溶液中，搅拌，得到均匀混合物；

步骤13，取0.05-0.5mL正硅酸乙酯、0.05-1mL全氟硅基三甲氧基硅烷及1-2mL清漆，加入步骤12中的均匀混合物中，搅拌至溶液均匀无分层，得到所述的超双疏涂料。

进一步的，步骤1中，纳米SiO2采用直径尺寸16-25nm的纳米SiO2；微米SiO2采用直径尺寸5-50μm的微米SiO2。

进一步的，步骤11中，搅拌时间为5-20min，搅拌速率为200-300r/min；步骤12中，搅拌时间为60-120min，搅拌速率为150-300r/min；步骤13中搅拌时间为48-72h，搅拌速率为 300-500r/min。

进一步的，步骤2中，固化温度为常温条件下，固化时间为24-48h。

本发明还提供了一种超双疏涂层，利用所述的一种超双疏涂层的制备方法制备得到。

本发明还提供了一种超双疏涂层的表面润湿性转换方法，包括以下步骤：