【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于疏水涂層領域，尤其涉及一種透明超疏水涂層的制備方法與應用。
技術介紹
1、由于環境溫度和濕度的變化，水滴、霧氣和冰霜的積累會顯著降低光學玻璃的透明度，這影響了其在汽車擋風玻璃、建筑窗戶和相機鏡頭等領域的應用。為了應對這一問題，研究人員開發了各種功能性涂層，旨在排斥或吸引水，包括超疏水和超親水涂層。這些涂層均被證明可以有效減輕水分積累帶來的負面影響。
2、然而，與超親水涂層相比，受蓮葉啟發的超疏水涂層使水滴能夠滾落，實現自清潔功能；此外，超疏水涂層的微觀/納米結構中存在空氣囊，空氣囊可以通過阻礙熱傳遞和減少液體與表面之間的接觸面積來延緩凍結過程，從而防止霧氣和冰霜的積累。超疏水表面已經被開發用于集成防冰、防霜和自愈功能。然而，在表面粗糙度、透明度和耐久性之間實現平衡仍然具有挑戰性。
3、構建超疏水涂層的方法包括化學氣相沉積、蝕刻、基于模板、自組裝和溶膠-凝膠過程等，形成的超疏水涂層通常表現出不均勻且不可控的表面形貌。這導致了超疏水涂層表面存在光散射，從而對光學玻璃的透明度產生不利影響。
4、相比之下，電紡絲技術可以生產具有可調直徑、厚度、孔隙率和粗糙度的連續纖維，具有在微納米尺度上調節超疏水性和透明度的優勢。然而，電紡絲技術制備的超疏水涂層中存在以下缺陷：1.空氣-纖維界面的反射/折射而導致的透明度損失；2.玻璃基底與涂層粘結性差，為了避免由于空氣-纖維界面的反射/折射而導致的透明度損失，必須精確控制納米纖維膜的組成和孔形態。
技術實現思路>
1、為改善現有技術的不足，本專利技術提供一種透明超疏水涂層的制備方法與應用，能夠改善如下問題至少之一：降低透明度損失，提高涂層與基底的粘附性。
2、如前所述，第一方面，本專利技術提供一種透明超疏水涂層的制備方法，包括如下步驟：
3、將聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、pdms與溶劑共混得到紡絲溶液，利用靜電紡絲在基底表面形成超疏水透明涂層。
4、根據本專利技術的實施方案，所述聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物與pdms的質量比為1:0～1:10，優選所述聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物與pdms的質量比為1:0～1:6，例如為1:0、1:1、1:2、1:3、1:4。
5、根據本專利技術的實施方案，所述紡絲溶液中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物和pdms的濃度為5～30wt％，優選聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物和pdms的濃度為10～20wt％，例如為15wt％。
6、根據本專利技術的實施方案，所述溶劑選自甲醇、乙醇、丙酮、dmf、thf、正己烷中的一種或幾種，例如為dmf或dmf與thf的混合溶液。
7、根據本專利技術的實施方案，將聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、pdms與溶劑共混得到紡絲溶液包括如下步驟：將聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物和pdms加入dmf溶液中，混合至溶解，得到紡絲溶液。
8、根據本專利技術的實施方案，所述聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物與pdms和溶劑的質量比為1：(1～6)，優選所述聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物與pdms和溶劑的質量比為1：(1～4)，例如為1:1。
9、根據本專利技術的實施方案，所述混合在溫度為室溫～80℃的條件下進行，優選所述混合的溫度為50～70℃，例如為60℃。
10、根據本專利技術的實施方案，所述混合的時間為1～8h，優選所述混合的時間為2～6h，例如為3h。
11、根據本專利技術的實施方案，所述混合在攪拌條件下進行。
12、根據本專利技術的實施方案，將聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物和pdms共混得到紡絲溶液具體包括如下步驟：先將pdms與固化劑混合，得到pdms預聚物，再將pdms預聚物與聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物加入dmf和thf的混合溶液中，混合至溶解。
13、根據本專利技術的實施方案，利用靜電紡絲在基底表面形成超疏水透明涂層之前，還包括如下步驟：清洗所述基底表面。
14、根據本專利技術的實施方案，清洗所述基底表面包括如下步驟：用異丙醇、丙酮和去離子水對基底進行超聲清洗并干燥。
15、根據本專利技術的實施方案，所述干燥在溫度為30～100℃的條件下進行，例如為60℃。
16、根據本專利技術的實施方案，所述干燥的時間為10～60min，例如為30min。
17、根據本專利技術的實施方案，清洗所述基底表面之后，利用靜電紡絲在基底表面形成超疏水透明涂層之前，還包括如下步驟：在所述基底表面涂覆交聯劑，形成交聯劑層，所述交聯劑層用于與聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物與pdms進行交聯，形成透明超疏水涂層。
18、根據本專利技術的實施方案，所述交聯劑選自三甲基氯硅烷、三乙氧基甲硅烷、甲基三乙氧基硅烷、三甲氧基甲硅烷、甲基三甲氧基硅烷中的一種或幾種，例如為三甲基氯硅烷。
19、根據本專利技術的實施方案，在所述基底表面涂覆交聯劑包括如下步驟：將交聯劑溶于溶劑，形成交聯劑溶液，將交聯劑溶液涂覆在基底表面。
20、根據本專利技術的實施方案，所述交聯劑溶液的濃度為0.1～0.5wt％，例如為0.2wt％。
21、作為一個實例地，所述交聯劑溶液為濃度為0.2wt％的三甲基氯硅烷正己烷溶液。
22、根據本專利技術的實施方案，所述基底選自玻璃、金屬、布料、濾紙等，例如為玻璃。
23、根據本專利技術的實施方案，在所述基底表面形成交聯劑層之后，利用靜電紡絲在基底表面形成超疏水透明涂層之前，還包括如下步驟：在交聯劑層表面涂覆促進基，形成促進劑層。
24、根據本專利技術的實施方案，在交聯劑層表面涂覆促進劑，包括如下步驟，將pdms預聚物與固化劑混合后，涂覆在交聯劑層表面，在紫外燈下固化，形成促進劑層。
25、根據本專利技術的實施方案，所述pdms預聚物與固化劑的質量比為(5～20)：1，優選所述pdms預聚物與固化劑的質量比為(10～15)：1，例如為10:1。
26、根據本專利技術的實施方案，所述固化劑選自鉑催化加成固化劑、含氫硅油、甲氧基硅烷、乙氧基硅烷、過氧化二丙苯、過氧化苯甲基、過氧化叔丁基等中的至少一種，例如為鉑催化加成固化劑。
27、根據本專利技術的實施方案，所述靜電紡絲的條件為在11～20kv的恒定流速0.1～3ml/h下進行，例如在14.5kv的恒定流速0.5ml/h下進行。
28、根據本專利技術的實施方案，所述靜電紡絲之后，還包括如下步驟：對靜電紡絲后的基底進行干燥。
29、根據本專利技術的實施方案，所述干燥在溫度為30～100℃的條件下進行，例如為60℃。
30、根據本專利技術的實施方案，所述干燥的時間為2～6h，例如為4h。
31、根據本專利技術的實施方案，所述透明超疏水涂層的初始接觸角為154.6°，滾動角約為9°。
32、根據本專利技術的實施方案，所述透明超疏水涂層在持續噴水45分鐘后的滑落角約為20°。
33、根據本專利技術的實施方案，所述透明超疏水涂層對400～1200nm范圍本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種透明超疏水涂層的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的透明超疏水涂層的制備方法，其特征在于，所述溶劑選自甲醇、乙醇、丙酮、DMF、THF、正己烷中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的透明超疏水涂層的制備方法，其特征在于，將聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、PDMS與溶劑共混得到紡絲溶液包括如下步驟：將聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物和PDMS加入DMF溶液中，混合至溶解，得到紡絲溶液。
4.根據權利要求1-3任一項所述的透明超疏水涂層的制備方法，其特征在于，利用靜電紡絲在基底表面形成超疏水透明涂層之前，還包括如下步驟：清洗所述基底表面。
5.根據權利要求4所述的透明超疏水涂層的制備方法，其特征在于，清洗所述基底表面之后，利用靜電紡絲在基底表面形成超疏水透明涂層之前，還包括如下步驟：在所述基底表面涂覆交聯劑，形成交聯劑層，所述交聯劑層用于與聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物與PDMS進行交聯，形成透明超疏水涂層。
6.根據權利要求4所述的透明超疏水涂層的制備方法，其特征在于，在所述基底表面涂覆交
7.根據權利要求5所述的透明超疏水涂層的制備方法，其特征在于，在所述基底表面形成交聯劑層之后，利用靜電紡絲在基底表面形成超疏水透明涂層之前，還包括如下步驟：在交聯劑層表面涂覆促進基，形成促進劑層。
8.根據權利要求1-3任一項所述的透明超疏水涂層的制備方法，其特征在于，所述靜電紡絲的條件為在11～20kV的恒定流速0.1～3mL/h下進行。
9.根據權利要求1-3任一項所述的透明超疏水涂層的制備方法，其特征在于，所述靜電紡絲之后，還包括如下步驟：對靜電紡絲后的基底進行干燥。
10.一種權利要求1-9任一項所述方法制備的透明超疏水涂層在玻璃防水中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種透明超疏水涂層的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的透明超疏水涂層的制備方法，其特征在于，所述溶劑選自甲醇、乙醇、丙酮、dmf、thf、正己烷中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的透明超疏水涂層的制備方法，其特征在于，將聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、pdms與溶劑共混得到紡絲溶液包括如下步驟：將聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物和pdms加入dmf溶液中，混合至溶解，得到紡絲溶液。
4.根據權利要求1-3任一項所述的透明超疏水涂層的制備方法，其特征在于，利用靜電紡絲在基底表面形成超疏水透明涂層之前，還包括如下步驟：清洗所述基底表面。
5.根據權利要求4所述的透明超疏水涂層的制備方法，其特征在于，清洗所述基底表面之后，利用靜電紡絲在基底表面形成超疏水透明涂層之前，還包括如下步驟：在所述基底表面涂覆交聯劑，形成交聯劑層，所述交聯劑層用于與聚偏氟乙烯...
【專利技術屬性】
技術研發人員：丁曉紅，吳立新，翁子驤，鄭龍輝，
申請(專利權)人：中國科學院福建物質結構研究所，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。