[发明专利]一种基于鸡蛋壳粉末的绿色环保超疏水涂层的制备方法

说明书

本发明属于超疏水涂层制备技术领域，特别涉及在各种基底上制备出超疏水表面的方法。本发明包括鸡蛋壳粉末颗粒的制备、低表面能修饰、超疏水涂层制备等步骤。根据基底的特征，各种涂覆超疏水涂层的基底其对水的接触角均大于150°，滚动角均小于10°。而且，结合后的超疏水基底具有很强的耐磨损性和紫外光稳定性。本发明制备工艺简单，原料易得，无毒环保，成本低廉，稳定性强，适合大面积制备和应用，既适用于工作环境极端恶劣防水设备，同时也适用于工业管道运输、生活中白鞋的抗污等领域。

技术领域

本发明属于超疏水涂层制备技术领域，特别涉及可制备可适用于各种基底的超疏水涂层的方法。

背景技术

超疏水现象在自然界存在广泛，如荷叶表面、蝴蝶翅膀、水黾腿等。超疏水表面具有很多独特优异的表面性能：疏水、自清洁性、防腐、抗结冰、防雾等特性，使得其在众多领域都具有巨大的应用前景。

超疏水涂层，可以将其应用于各种生活用品中。然而，制备超疏水涂层的方法大多比较复杂，并且原材料成本昂贵，不易获得，含氟或有毒的低表面能修饰剂对环境造成了很大的影响。因此，制备无毒，低成本和普适性强的超疏水涂层成为了研究热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单、方便、普适性的、可大面积的制备超疏水涂层的方法，解决超疏水表面的生产成本高、机械强度弱、基底依耐性强、制备方法复杂等问题。针对不同基底表面，涂覆后的表面结构类似荷叶表面，具有很稳定的疏水性，其对水的接触角均大于150°，滚动角均小于10°，具有很强的耐机械性能，自清洁和抗污性能。

实现本发明目的的技术方案是：一种基于鸡蛋壳粉末的绿色环保超疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.鸡蛋壳粉末颗粒的制备：取适量鸡蛋壳于烧杯，在室温下分别用乙醇和去离子水超声清洗，然后，将上述鸡蛋壳置入到温度为150℃的环境下干燥2h，反应后冷却至室温，通过碾磨得到白色粉末状产物，从而完成鸡蛋壳粉末颗粒的制备；

B.微纳米结构的构筑及低表面能物质修饰：将修饰剂加入到20mL的无水乙醇溶液中，超声或搅拌使其分散，将步骤A制备的鸡蛋壳粉末产物加入到上述溶液中，搅拌3h，然后在搅拌的条件下加入纳米颗粒粉末，超声搅拌3h，从而完成微纳米结构的构筑及低表面能物质的修饰；

C.超疏水涂层的制备：将一定浓度的纤维素溶液滴加到步骤B完成的溶液中，持续搅拌6h，得到白色的超疏水涂层。

本发明所述的修饰剂为硬脂酸。

本发明所述的修饰剂的用量为1g。

本发明所述的步骤B中加入的鸡蛋壳的用量为2g。

本发明所述的步骤B中加入的纳米颗粒粉末为氧化锌。

本发明所述的步骤B中加入的纳米颗粒粉末用量为2g。

本发明所述的超疏水涂层的形貌为三维，粒径为400–2400nm。

本发明所述的纤维素溶液浓度为10g/L。

本发明所述的纤维素溶液为羧甲基纤维素溶液。

本发明所述的纤维素溶液用量为1mL。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.工艺简单，原料系废物回收，环保无毒，成本低廉；

2.制备的超疏水涂层中颗粒的粒径在400nm～2400nm之间且拥有多级结构，具有稳定的超疏水性；

3.具有很强的普适性，适用于各种基底；

4.制备的材料表面具有超疏水性、自清洁和抗污性，水的接触角均大于 150°，滚动角均小于10°；