[发明专利]一种长效防护的液态自分泌超滑涂层及制备方法在审

专利信息
申请号: 201811241747.0 申请日: 2018-10-24
公开(公告)号: CN109453966A 公开(公告)日: 2019-03-12
发明(设计)人: 张达威;吴德权;刘卓一;刘智鹏;李晓刚 申请(专利权)人: 北京科技大学
主分类号: B05D1/00 分类号: B05D1/00;B05D1/18;B05D3/10;B05D5/00;B05D7/04;B05D7/24
代理公司: 北京市广友专利事务所有限责任公司 11237 代理人: 张仲波
地址: 100083*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 分泌 长效防护 超滑涂层 多孔结构 上层 表层油 制备 储油量 润滑油贮存 表面形成 多孔膜层 环境水流 凸起结构 涂层防护 涂层使用 外力挤压 外力作用 油层 粗糙度 大孔径 防腐蚀 防覆冰 防护油 防污损 缓蚀剂 孔隙率 润滑油 杀菌剂 形变 储油 疏液 小孔 油液 油质 干涸 摩擦 扩散 释放
【权利要求书】:

1.一种长效防护的液态自分泌超滑涂层,其特征在于,涂层主体为弹性多孔膜层,分为底层、上层、及表层;底层孔隙率高达60%~95%,孔径范围100μm~2000μm;上层孔径范围10nm~100μm,厚度为50μm~1000μm;表层呈现微纳级粗糙,粗糙度10nm~50μm,厚度50nm~50μm。

2.根据权利要求1所述长效防护的液态自分泌超滑涂层,其特征在于,多孔膜层的材料选用亲油性高弹性高分子材料,优选为硅胶,乳胶,聚氨酯,橡胶,粘弹体材料中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述长效防护的液态自分泌超滑涂层,其特征在于,多孔膜层的孔洞的制备是通过熟化过程中加热造孔剂,分解产生气体形成;造孔剂分解温度为80~150℃,造孔剂材料优选为碳酸铵、碳酸氢铵、氨基甲酸铵、尿素中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述一种长效防护的液态自分泌超滑涂层,其特征在于,采用润滑油作为低表面能液体,表面能范围10~50N/m,润滑油材料优选为全氟聚醚、硅油、矿物油、离子液体、动植物油、长链烷烃中的一种或多种;润滑油贮存于孔洞中,通过上层微孔扩散至表层,保持表面形成稳定油膜;当环境中外力作用导致表层油膜丧失时,涂层高弹性会使得孔内油层在压力下的释放,涂层表面依然保持稳定油膜。

5.根据权利要求2所述长效防护的液态自分泌超滑涂层,其特征在于,润滑油中添加有添加剂,添加剂为缓蚀剂、杀菌剂、除冰剂中的一种或多种,添加剂含量范围0.5%~5%,其添加量需不影响润滑油的粘度或表面张力;添加剂随油释放至环境中,增强涂层防护功能。

6.根据权利要求5所述长效防护的液态自分泌超滑涂层,其特征在于,杀菌剂根据环境中污损微生物选择,包括有机杀菌剂和无机杀菌剂,有机杀菌剂为苯并异噻唑啉酮,无机杀菌剂为铜、银离子。

7.根据权利要求5所述长效防护的液态自分泌超滑涂层,其特征在于,缓蚀剂根据基材及使用环境选择,包括有机缓蚀剂和无机缓蚀剂;有机缓蚀剂为苯并三氮唑,无机缓蚀剂为氧化铈。

8.一种如权利要求1所述长效防护的液态自分泌超滑涂层的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:

步骤1:制备联通多孔结构的基底:

在室温下将聚二甲基硅氧烷、固化剂、造孔剂以20:2:1~3的比例混合搅拌5~10min,在真空度10~500Pa下抽真空20~60分钟,消除混合凝胶中的气泡;将均匀生胶喷涂到基材表面形成厚度为10-500μm的膜层,在90~150℃下热处理加热固化0.5~1.5h,造孔剂受热分解,在底部形成多孔结构,并且底部因气泡浓度高形成大孔,上部因气泡浓度低形成微孔,得到海绵状聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底;

步骤2:表层的制备

将聚二甲基硅氧烷、固化剂、硅油以10:1:1~30的比例混合搅拌5~10min,在真空度10~500Pa下抽真空20~60分钟,消除混合凝胶中的气泡;在已固化完成的膜层表面以1000~4000r/min旋涂生胶10~30s,形成厚度为50μm~1000μm薄层,同时将粗糙度为10-1000nm的微/纳米级阳极氧化铝模板盖在薄层上,并在90~150℃下加热0.5~3.0h;冷却后用无机酸浸泡样品1~12小时,除去阳极氧化铝模板;得到表面具有微粗糙结构的涂层;

步骤3:润滑油的注入

将0.5~2g缓蚀剂、杀菌剂混入50~100ml润滑油,将制备好的涂层浸渍在混有添加剂的润滑油中,50~80℃水浴中静置2~12小时,取出后晾至室温,擦除表面多余的润滑油,得到自分泌超滑涂层。

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