[发明专利]一种超疏水纳米陶瓷材料及其形成的涂层

说明书

本发明涉及一种超疏水纳米陶瓷材料及其形成的涂层，属于涂层材料技术领域。一种超疏水纳米陶瓷材料，主要包括：纳米二氧化钛粉末60‑80份，纳米六方氮化硼粉末8‑25份，纳米氧化铝粉末2‑10份，纳米氧化锆粉末2‑8份，二氧化硅粉末5‑10份，超疏水性钨酸铅纳米晶2‑6份，改性剂1‑10份。将所述的超疏水纳米陶瓷材料涂覆在基材表面形成一种具有优异的超疏水性能的涂层。本发明超疏水纳米陶瓷材料制得的涂层具有优异的超疏水性能，化学稳定性，耐久性好，超疏水性能可长时间保持，且具有良好的机械性能和力学性能，表面硬度高，与基体材料结合力强，能够承载较大载荷，表面结构不易被外力破坏，涂层使用寿命长。

技术领域

本发明涉及一种超疏水纳米陶瓷材料及其形成的涂层，属于涂层材料技术领域。

背景技术

基于对荷叶、水黾腿、蝴蝶翅膀等自然界中超疏水现象的分析及理论研究，研究者开发出各种各样的超疏水纳米材料、仿生表面等。超疏水纳米材料的设计和研发的目标不仅在于模仿生物的功能结构，更主要的是制备组分和结构均可调的超疏水表面。超疏水表面纳米材料具有特殊微纳米结构，因此有疏水自清洁性，防污染等一系列优异性能，在生物防污、交通航行、医学、国防、工业、农业等多个领域中具有广阔的应用前景。

例如超疏水技术用在船、潜艇的外壳上，不但能减少水的阻力,提高航行速度,还能达到防污、防腐的功效；用在室外天线上,可防止积雪从而保证通信质量；用在石油输送管道内壁、微量注射器针尖上能防止粘附、堵塞、减少损耗；用在纺织品、皮革上，还能制成防水、防污的服装、皮鞋。正是由于有如此的需求，超疏水材料的应用研究才越来越受关注。

研究表明，材料表面的超疏水性是由表面的化学组成和微观结构共同决定的。其中化学组成结构是内因：低表面自由能物质如含硅、含氟可以得到疏水的效果，研究表明，光滑固体表面接触角最大为120°左右；表面几何结构有重要影响：具有微细粗糙结构的表面可以有效的提高疏水表面的疏水性能。超疏水性纳米材料不仅航运、能源、国防航空，乃至日常生活用品等方面有着广泛的应用，而且作为一种典型的界面现象，表面浸润性在界面化学、物理学、材料学、界面结构设计以及其它交叉学科的基础研究中也有极为重要的研究价值。因此，各行业、各领域的专家及科研人员都开始加入到这方面的研究和探索中。

制备超疏水表面的方法有很多，包括：模板法、光刻法、相分离法、蚀刻法、溶胶凝胶法、静电纺丝法和气相沉积法等。这些方法可以被归为三类：(1)具有特定微纳结构的聚合物表面；(2)低表面能物质修饰的无机或纺织物表面；(3)多层次粗糙的无机表面。然而由于受目前的技术及开发成本等限制，实际产业化及商品化的还不多。首先，表面涂层的耐用性及耐老化问题，表面性能不太理想，如强度低、持久性差，许多超疏水结构因不牢固或较易被破坏而在短期内丧失自清洁功能。其次超疏水纳米材料成本高、生产工艺复杂、需要大型设备、制备条件苛刻等问题，导致难以适应大规模工业生产的要求。因此，在材料的选择、制备工艺等方面，还需开展更加深入的研究。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供一种性能长效稳定的超疏水纳米陶瓷材料及其在基体表面形成的涂层。

本发明的上述目的通过如下技术方案实现：

一种超疏水纳米陶瓷材料，主要包括如下按重量份计的成分：纳米二氧化钛粉末：60-80份，纳米六方氮化硼粉末：8-25份，纳米氧化铝粉末：2-10份，纳米氧化锆粉末：2-8份，二氧化硅粉末：5-10份，超疏水性钨酸铅纳米晶：2-6份，改性剂：1-10份。