[发明专利]一种疏水涂层材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种疏水涂层材料及其制备方法，包括以下步骤：正硅酸乙酯与水的体积比为4:1，无水乙醇与正硅酸乙酯的体积比为10:1，通过恒温磁力搅拌器在水解温度50℃‑60℃搅拌混合；取正硅酸乙酯、水、四氢呋喃、无水乙醇的体积比为4:1:0.65:10，先把无水乙醇、水和正硅酸乙酯放入烧杯中在恒温磁力搅拌器中50℃‑60℃搅拌30min，随后加入四氢呋喃后搅拌15min得透明疏水溶胶，使用提拉膜法制备疏水涂层；薄膜静态接触角θ＝54.5°，不用达到理论接触角θ＝90°的临界点，即可疏水；不需要在使接触角增大而达到疏水的目的；形成溶胶时即可使用于反光镜或玻璃上，不影响视线且溶胶形成凝胶的时间变长，溶胶不用一次性全使用完，可分批使用，节省成本。

技术领域

本发明涉及制备疏水涂层技术领域，具体为一种疏水涂层材料的制备方法。

背景技术

疏水涂层具有防尘、自洁、防腐蚀、防雾、减阻等功能，可应用于各个领域，要制备疏水涂层，理论上，接触角θ90°，一般会具有一定的疏水性能，而接触角θ150°，则会具有超疏水性能，所以接触角θ=90°是疏水的临界角度，而接触角θ=150°是超疏水的临界角度，正硅酸乙酯是制备疏水溶胶的前驱体，也是一种可以制备耐高低温、电气绝缘、耐臭氧、耐辐射、难燃、憎水、耐腐蚀等兼备一体的无机材料和有机材料，因而可以广泛应用于各行各业；除了正硅酸乙酯来制备疏水薄膜，也还可以用硅酸甲酯（TMOS）来制备，但是由于其本身有毒且制成薄膜比较困难，总的来说，还是正硅酸乙酯（TEOS）比硅酸甲酯（TMOS）容易制备成疏水溶胶，所以本实验采用正硅酸乙酯制备疏水涂层，制备疏水涂层/材料的方法主要有以下几种：溶胶-凝胶法、化学刻蚀法、电化学沉积法、自助装法、喷涂法、激光法，制备疏水涂层/材料的方法有很多，但都是以接触角θ90°为临界点和接触角θ150°来研究疏水涂层和疏水材料且制备条件大多都比较苛刻，成本高和不能大规模工业化生产，存在很多局限性，为此，提出一种疏水涂层材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种疏水涂层材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种疏水涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、正硅酸乙酯与水的体积比为4:1，无水乙醇的体积是正硅酸乙酯的10倍，在恒温磁力搅拌器中在水解温度下50℃-60℃搅拌混合；

S2、搅拌30-35min后，加入四氢呋喃继续搅拌15-20min，无水乙醇与四氢呋喃体积比为15:1；

S3、将载玻片放置到溶胶中，缓慢拉出，自然晾干成膜；

S4、水滴落在载玻片上使用接触角测量仪测量接触角；

所述四氢呋喃是五元环的醚，三元环、四元环是在温度低时较容易开环，所述四氢呋喃是五元环在本制备过程中只有50℃-60℃的温度下难以开环，所述四氢呋喃与硅醇为发生取代反应。

作为本技术方案的进一步优选的：在S1中，所述正硅酸乙酯和水在温度50℃-60℃下进行水解反应，生成硅醇和乙醇，其次所述硅醇进行缩合反应，所述正硅酸乙酯微溶于水，需用醇类或者醚类为共溶剂辅助正硅酸乙酯和水进行水解反应。

作为本技术方案的进一步优选的：在S2中，醇和醚在正常情况下不发生任何化学反应，所述四氢呋喃不影响乙醇在整个反应中的作用，所述四氢呋喃和无水乙醇一起起到促进水解。

作为本技术方案的进一步优选的：所述四氢呋喃在制备反应中充当共溶剂和修饰改性剂。

作为本技术方案的进一步优选的：所述四氢呋喃修饰改性从Si-OH改性为Si-CH₃，由亲水基团转变为疏水基团。

作为本技术方案的进一步优选的：在S2中，加入四氢呋喃继续搅拌15-20min，搅拌快能使疏水溶胶加快形成，减短制备的时间。