[发明专利]一种二氧化硅超疏水涂层制备及其性能测试方法

说明书

本发明提供了化学领域内的一种二氧化硅超疏水涂层制备及其性能测试方法，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，特别涉及一种二氧化硅超疏水涂层制备及其性能测试方法。

背景技术

目前，制备超疏水涂层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，提供一种二氧化硅超疏水涂层制备及其性能测试方法，本发明实现过程简单，效率高。

本发明的目的是这样实现的：一种二氧化硅超疏水涂层制备及其性能测试方法，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：采用 Drop Meter A-20 接触角测量系统进行测量，所述测量系统基于界面形状分析法测量物体表面接触角，根据液滴形状计算出接触角，对每一被测涂层的静态接触角进行测量时，分别在此涂层上取 5 个不同的点进行测量，取五个点静态接触角测量值的平均值；

（7）测试改性纳米二氧化硅超疏水涂层的稳定性：将改性纳米二氧化硅超疏水涂层存放不同时间后，对该涂层表面的水滴静态接触角与水滴滚动角进行测量。

作为本发明的进一步改进，步骤（1）具体包括以下步骤：

将 30 mL 的 TEOS 溶解于乙醇中获得 350 mL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。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（2）具体包括以下步骤：

（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。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）具体包括以下步骤：