[发明专利]一种有机无机杂化超疏水涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种有机无机杂化超疏水涂层，其特征是，其由颗粒-聚合物接枝杂化物、溶剂混合后经涂覆成膜、干燥制得，所述颗粒-聚合物接枝杂化物为改性无机纳米粒子、有机聚合物按照质量比1：（1～4）混合后接枝制成的共聚物；所述超疏水涂层的水滴接触角不超过160°，滑动角达2±2°。

2.根据权利要求1所述的有机无机杂化超疏水涂层，其特征是，所述改性无机纳米粒子为表面键合有有机活性基团的无机纳米粒子，所述无机纳米粒子的直径为10～300nm，优选下述原料中的一种或混合的纳米粒子：TiO₂，SiO₂，ZnO、Al₂O₃、Fe₂O₃；所述有机聚合物为下列之一或其中两种以上的混合：聚苯乙烯，聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷，聚氟乙烯，聚丙烯腈；所述溶剂为下列之一或其中两种以上的混合：甲苯、乙醚、丙酮、苯甲醚、1-丙醇、乙酸乙酯。

3.根据权利要求1所述的有机无机杂化超疏水涂层，其特征是，所述超疏水涂层的厚度为10～300nm。

4.一种有机无机杂化超疏水涂层的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

第一步、制备无机纳米粒子：将前驱体、醇溶液以及蒸馏水按照体积比1：（1～3）：（2～4）在室温条件下混合，混合液升温至30～70℃后，搅拌0.5～2h，然后向混合液加入pH调节剂调其pH至2～6，继续搅拌0.5～2h，静置24h，离心干燥得到直径为10～300nm的无机纳米粒子；

第二步、改性修饰无机纳米粒子：（1）将无机纳米粒子加入醇溶液中，超声分散形成悬浮液；

（2）将改性剂溶于醇溶液，制成改性剂溶液；

（3）将悬浮液与改性剂溶液混合后，在500～2000r/min转速条件下搅拌1～3h，过滤、洗涤、干燥制得改性的无机纳米粒子；

第三步、无机纳米粒子接枝：将改性无机纳米粒子、引发剂以及溶剂混合并搅拌均匀后，加入一定量的有机物单体，然后水浴加热至50～80℃，反应2～8h后冷却至室温，洗涤、干燥得到无机纳米粒子与有机聚合物接枝的杂化物；

第四步、制备超疏水涂层：将杂化物加入溶剂中，经超声分散后获得分散液，然后将分散液在玻璃基片上涂覆成膜，静置干燥获得厚度为10～300nm超疏水涂层。

5.根据权利要求4所述有机无机杂化超疏水涂层的制备方法，其特征是，所述前驱体为Ti、Si、Zn、Al、Fe元素的醇盐，优选下列之一或其中两种以上的混合：Ti(OBu)₄、Si(OC₂H₅)₄、Zn(Ac)₂·2H₂O、Al(C₃H₇O)₃、FeSO₄·7H₂O；所述醇溶液为下列之一或其中两种以上的混合：甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、环氧乙烷、三乙醇胺；所述pH调节剂为下列之一或其中两种以上的混合：盐酸、乙酸、草酸、柠檬酸、硼酸、氨水、碳酸铵、碳酸氢铵、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠。

6.根据权利要求4所述有机无机杂化超疏水涂层的制备方法，其特征是，第二步中所述无机纳米粒子与改性剂的质量比为（1～6）：1；所述无机纳米粒子为下述原料中的一种或混合的纳米粒子：TiO₂，SiO₂，ZnO、Al₂O₃、Fe₂O₃；所述改性剂为下述原料中的一种或两种以上的混合：乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷。