[发明专利]一种制备超疏水涂层及测试其性能的方法

说明书

本发明提供了化学领域内的一种制备超疏水涂层及测试其性能的方法，包括以下步骤，（1）制备纳米二氧化硅粒子；（2）获得低表面能纳米二氧化硅粒子；（3）利用APTES对低表面能纳米二氧化硅进行表面修饰；（4）对基材进行表面修饰；（5）在基底上形成改性纳米二氧化硅超疏水涂层；（6）测试改性纳米二氧化硅超疏水涂层憎水性能；（7）测试改性纳米二氧化硅超疏水涂层的稳定性本发明简单，效率高。

技术领域

本发明属于化学领域，特别涉及一种制备超疏水涂层及测试其性能的方法。

背景技术

目前，制备超疏水涂层及测试其性能的方法主要基于两个方案：一是在憎水性材料基底上构造二元微纳复合粗糙结构化表面；二是在二元微纳复合粗糙结构化表面上通过化学或物理方法修饰或沉积憎水物质。以上两种方案实现过程较为复杂，操作不方便，效率低下。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种制备超疏水涂层及测试其性能的方法，本发明实现过程简单，效率高。

本发明的目的是这样实现的：一种制备超疏水涂层及测试其性能的方法，包括以下步骤：

（1）制备纳米二氧化硅粒子,具体的为: 将 30 mL 的 TEOS 溶解于乙醇中获得 350mL 的无水乙醇与 TEOS 的混合液，将 TEOS 与污水乙醇的混合液倒入安装有电动搅拌器、滴液漏斗和冷凝器的容量为 500 mL 的三口烧瓶中，滴液漏斗中含有按照蒸馏水和氨水体积比为 2：7 配制的氨水的蒸馏水溶液。开启三口烧瓶上的电动搅拌器，同时打开并调节滴液漏斗的开关，使 18 mL 氨水的蒸馏水溶液以 15 mL/min 的速度均匀滴入三口烧瓶，待氨水的蒸馏水溶液滴加完毕，继续搅拌 1h 获得纳米二氧化硅溶胶。将纳米二氧化硅溶胶在 120℃的干燥箱中干燥 24h，除去溶剂和副产物获得干燥后的纳米二氧化硅凝胶，将凝胶研磨并用 300 目的分样筛过滤，获得纳米二氧化硅粒子；

（2）获得低表面能纳米二氧化硅粒子,具体的为: （201）将 0.5g 的 PDMS 和 0.05g的 DBTD 加入装有电动搅拌器的三口烧瓶中，并加入 50ml 的 n-庚烷，并机械搅拌 10 分钟。将 5g 的纳米二氧化硅加入到以上混合液中，并机械搅拌 15 分钟和超声波震动1min，使纳米二氧化硅粒子均匀分散于混合液中；

（202）室温下，将以上体系静置于 36h，使 PDMS 分子通过-OH 基团间的缩合反应接枝到纳米二氧化硅表面，并使 n-庚烷挥发，获得低表面能纳米二氧化硅粒子；

（3）利用 APTES 对低表面能纳米二氧化硅进行表面修饰,具体的为: （301）将 5.5g的低表面能纳米二氧化硅粒子在室温下分散于 150ml 的无水乙醇中，并超声波分散 3 分钟。将低表面能纳米二氧化硅粒子的无水乙醇分散液注入500ml 的三口烧瓶中，并将体系放置于 60℃的水域中进行机械搅拌；

（302）机械搅拌过程中，向体系中加入 0.5g 的 APTES 和 5ml 的酸性超纯水，其中酸性超纯水是通过超纯水中加入醋酸调至 pH 值为 5 时获得；

（303）将反应体系在 60℃下保持 2h，并机械搅拌，使 APTES 分子通过-OH 基团间的缩合反应接枝到低表面能纳米二氧化硅粒子表面，获得表面修饰APTES的低表面能纳米二氧化硅粒子分散液；

（4）对基材进行表面修饰,具体的为: （401）将玻璃片在室温下放置于无水乙醇中，采用超声波清洗玻璃片 10 分钟；

（402）将玻璃片放置于去离子水中用超声波清洗 20 分钟；

（403）将清洗后的玻璃片放置于烘箱中烘干，获得表面清洁的玻璃片；