[发明专利]有机聚硅氮烷/无机纳米材料超疏水涂层及其制备方法

摘要

本发明公开了有机聚硅氮烷/无机纳米材料超疏水涂层及其制备方法。该制备方法是首先配制有机聚硅氮烷溶液，并用含疏水单元的硅烷偶联剂对无机纳米材料进行疏水化处理，制备疏水性无机纳米材料的分散液；然后以有机、无机或金属材料为基材，通过沉积方法在基材表面依次交替沉积有机聚硅氮烷和疏水性无机纳米材料；最后对经多次交替沉积的表面进行适宜的热处理即可。本发明得到的涂层表现出良好的超疏水性质，其表面的水滴接触角大于150°，滚动角小于10°，具有良好的机械与化学稳定性，在防水衣物、外墙涂料、油水分离、生物医用等领域具有广阔的应用前景。该方法不仅制备工艺简单，而且可在各类基材表面构筑大面积的超疏水涂层。

主权项

有机聚硅氮烷/无机纳米材料超疏水涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)疏水性无机纳米材料分散液的制备：将无机纳米材料超声分散在醇类溶剂中，得到质量分数为0.1～60wt％的无机纳米材料分散液；将含氟硅烷偶联剂和硅酸酯加入到无机纳米材料分散液中，通过加入氨水调节其pH值至8～12；在20～80℃下反应6～48小时，得到疏水性无机纳米材料分散液；所述含氟硅烷偶联剂为十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、九氟己基三甲氧基硅烷、九氟己基三乙氧基硅烷、五氟苯基三乙氧基硅烷中的一种或多种；(2)有机聚硅氮烷/无机纳米材料层层组装的超疏水涂层的制备：将有机聚硅氮烷溶解在非质子溶剂中，得到1～40wt％有机聚硅氮烷溶液；通过沉积技术，先在基材表面沉积有机聚硅氮烷，待溶剂挥发后，再沉积疏水性无机纳米材料，两次沉积组成一个循环沉积，重复循环沉积1～20次；最后，将所得表面涂层在25～250℃下热固化0.5～48小时，得到有机聚硅氮烷/无机纳米材料层层组装的超疏水涂层。