[发明专利]一种超滑材料表面修饰方法以及超滑材料涂层粘附方法

说明书

本发明公开了一种超滑材料表面修饰方法以及超滑材料涂层粘附方法。本发明通过浸泡或涂布的方式将添加有无机盐以及具有多巴胺结构的物质的碱性缓冲溶液与超滑材料表面接触，以将具有多巴胺结构的物质修饰在超滑材料表面。本发明利用多巴胺或含有多巴胺结构的物质在碱性环境下反应从而达到修饰超滑材料表面的目的，使得能够提高材料表面的结合力和反应性，可以通过此种修饰把超滑材料绑定到基底上，为超滑材料在不同基底上的应用提供新方案。本发明的表面修饰方法以及超滑材料涂层的粘附方法简单，仅通过浸泡或涂布方式便能完成粘附过程，操作十分方便。

技术领域

本发明涉及材料表面处理技术领域，具体涉及一种超滑材料表面修饰方法以及超滑材料涂层粘附方法。

背景技术

超滑技术是近年兴起的一类仿生防污技术，其核心在于一类含液体润滑剂的涂层。在这类涂层中，液态润滑剂被具有高比表面积的多孔结构或聚合物网络基底固定在表面上。从宏观上看，液体分子被固化，具有类似固体的形状，不会脱离界面；而从微观上看，被固定的液体分子依然保持一定的流动性，能自发形成完美光滑界面，提供优异的透光性、极低的液体滑移角和良好的阻隔效果，起到润滑、抗粘附的作用。从结构上看，目前发展的超滑材料可以分为三类：含液光滑表面(slippery liquid-infused porous surfaces，SLIPS)、聚合物凝胶和液态聚合物刷。SLIPS是在多孔基底上进行表面修饰，然后注入润滑剂得到；液态聚合物刷一般是通过共价键接枝的方法得到。这两涂层与基底有很好的结合力，但其合成困难，且性能不稳定，在实际应用中问题比较多。比如液体聚合物刷单分子层结构稳定性差，实用性不高。含液光滑表面基于多孔基底，其中的液体分子流动性强，润滑剂稳定性差，容易流失；且多孔基底一般比较硬，在表面润滑剂损耗后，粗糙结构会暴露出来，表现出比正常界面更大的摩擦系数和粘附作用。相对而言，聚合物凝胶体系可以通过简单的聚合后溶胀或者在含润滑剂的情况下原位固化得到，方法简单；由于内部的润滑剂液体分子能扩散到表面，补充界面润滑剂分子的损耗；同时，由于柔性聚合物网络会自收缩，能减弱因液体润滑剂损耗所带来的黏附和摩擦问题。这些特性使得凝胶体系在许多应用领域，如海洋防污应用中，具有特殊的优势。然而，凝胶类超滑材料的表面上含有一层与外界体系不相容的液体分子起到阻挡作用，这一类材料不能进行表面修饰，也很难与基底附着，严重影响了其应用。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种超滑材料表面修饰方法以及超滑材料涂层粘附方法，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种超滑材料表面修饰方法，包括：通过浸泡或涂布的方式将添加有无机盐以及具有多巴胺结构的物质的碱性缓冲溶液与超滑材料表面接触，以将具有多巴胺结构的物质修饰在超滑材料表面。

本发明的修饰超滑材料表面的原理为：含多巴胺结构的物质在碱性溶液中，会在氧气或者外加氧化剂的作用下经过复杂的聚合过程生成同时含有亲水部分和疏水部分的颗粒，这些颗粒可以吸附疏水的润滑剂分子；此外，在聚合过程中，会产生多种高反应活性的功能基团和物种，包括氨基、羟基、亚硝基、自由基、阴离子和阳离子，这些活性基团和物种在形成颗粒后依然存在，它们能与吸附的润滑剂分子反应，把润滑剂分子绑到聚合物颗粒上。由于聚合物颗粒含有润滑剂分子成分，帮助它们穿过超滑表面的结合润滑剂层，直接接触到超滑材料的基底(多孔基底、聚合物凝胶中的交联聚合物网络)，通过活性基团和物种与基底的化学反应，永久性绑定到基底上。绑定的聚合物颗粒可以进一步作为修饰的成核点，帮助更多的聚合物颗粒反应到超滑材料的基底上。由于聚合物颗粒含有高活性的自由基等物种，可以跟惰性的基底反应，所以这种方法可以修饰各种不同的超滑材料，不需要在基底上预先包含可反应的物种和基团。另外，溶液中的离子能帮助一些润滑剂(如硅油)的分解和反应。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述无机盐的浓度为0.1-10mg/L。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述无机盐为氯化钠或氯化钾。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述具有多巴胺结构的物质的浓度为0.1-10mg/L。