CN108996917A - 一种超疏水氧化铝涂层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超疏水氧化铝涂层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将三丁醇铝和表面活性剂溶于有机溶剂中，加入螯合剂，超声使其均匀分散，然后缓慢滴加体积比为3:1的异丙醇和蒸馏水混合液，在60～80℃下反应12～24h，得到氧化铝溶胶；(2)将上述氧化铝溶胶陈化24～36h，以浸渍提拉法将陈化后的溶胶涂覆在预处理过的玻璃基底上，然后将所述玻璃基底置于马弗炉中，在380～420℃条件下焙烧10～20min，沸水处理15～25min，然后浸渍在无水乙醇溶液中24～48h，取出后干燥，得到超疏水氧化铝涂层。本发明中的方法制得的超疏水氧化铝涂层具有超疏水性能，涂层稳定，在室温条件下放置较长时间之后，仍能保持超疏水性能。

Description

一种超疏水氧化铝涂层的制备方法
技术领域
本发明涉及疏水材料技术领域，特别是涉及一种超疏水氧化铝涂层的制备方法。
背景技术
材料表面的润湿性取决于材料的表面化学性质和微观结构，所谓超疏水表面是指与水的接触角大于150°的表面，滚动角小于10°。由于疏水材料在防水、防雾、防雪、防污染、抗粘连、抗氧化、防腐蚀和自清洁以及防止电流传导等方面具有广泛的应用前景，受到材料科学研究者的广泛关注。
虽然疏水材料在上述方面呈现出了优异的性质以及巨大的应用前景，但由于人工制备的疏水表面不同于自然界中的疏水表面，其耐久性和稳定性能相对较差。
为此，有必要针对上述问题，提出一种超疏水氧化铝涂层的制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超疏水氧化铝涂层的制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种超疏水氧化铝涂层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将三丁醇铝和表面活性剂溶于有机溶剂中，加入螯合剂，超声使其均匀分散，然后缓慢滴加体积比为3:1的异丙醇和蒸馏水混合液，在60～80℃下反应12～24h，得到氧化铝溶胶；
(2)将上述氧化铝溶胶陈化24～36h，以浸渍提拉法将陈化后的溶胶涂覆在预处理过的玻璃基底上，然后将所述玻璃基底置于马弗炉中，在380～420℃条件下焙烧10～20min，沸水处理15～25min，然后浸渍在无水乙醇溶液中24～48h，取出后干燥，得到超疏水氧化铝涂层。
优选的，步骤(1)中，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵。
优选的，步骤(1)中，所述螯合剂为乙酰乙酸乙酯。
优选的，步骤(1)中，所述三丁醇铝、所述表面活性剂、所述螯合剂的摩尔比为10～20:3～8:1。
优选的，所述三丁醇铝、所述表面活性剂、所述螯合剂的摩尔比为15:5:1。
优选的，步骤(1)中，所述有机溶剂为无水甲醇、无水乙醇、异丙醇中的一种。
优选的，步骤(2)中，干燥温度为100～120℃，干燥时间为1～3h。
优选的，步骤(2)中，所述玻璃基底为普通玻璃、ITO导电玻璃、钢化玻璃、微晶玻璃中的任意一种。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的方法制得的超疏水氧化铝涂层具有超疏水性能，涂层稳定，在室温条件下放置较长时间之后，仍能保持超疏水性能。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明公开一种超疏水氧化铝涂层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将三丁醇铝和表面活性剂溶于有机溶剂中，加入螯合剂，超声使其均匀分散，然后缓慢滴加体积比为3:1的异丙醇和蒸馏水混合液，在60～80℃下反应12～24h，得到氧化铝溶胶；
(2)将上述氧化铝溶胶陈化24～36h，以浸渍提拉法将陈化后的溶胶涂覆在预处理过的玻璃基底上，然后将所述玻璃基底置于马弗炉中，在380～420℃条件下焙烧10～20min，沸水处理15～25min，然后浸渍在无水乙醇溶液中24～48h，取出后干燥，得到超疏水氧化铝涂层。
其中，步骤(1)中，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵；所述螯合剂为乙酰乙酸乙酯；所述三丁醇铝、所述表面活性剂、所述螯合剂的摩尔比为10～20:3～8:1，优选的，所述三丁醇铝、所述表面活性剂、所述螯合剂的摩尔比为15:5:1；所述有机溶剂为无水甲醇、无水乙醇、异丙醇中的一种。
其中，步骤(2)中，干燥温度为100～120℃，干燥时间为1～3h，优选的，干燥温度为110℃，干燥时间为2h；所述玻璃基底为普通玻璃、ITO导电玻璃、钢化玻璃、微晶玻璃中的任意一种。
下述以具体地实施例进行说明，以制备本发明中的超疏水氧化铝涂层。
实施例1
(1)将三丁醇铝和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵溶于有机溶剂无水乙醇中，加入螯合剂乙酰乙酸乙酯，超声使其均匀分散，然后缓慢滴加体积比为3:1的异丙醇和蒸馏水混合液，在60℃下反应12h，得到氧化铝溶胶，其中，所述三丁醇铝、所述表面活性剂、所述螯合剂的摩尔比为10:3:1；
(2)将上述氧化铝溶胶陈化24h，以浸渍提拉法将陈化后的溶胶涂覆在预处理过的玻璃基底上，然后将所述玻璃基底置于马弗炉中，在380℃条件下焙烧10min，沸水处理15min，然后浸渍在无水乙醇溶液中24h，取出后于100℃条件下干燥1h，得到超疏水氧化铝涂层。
实施例2
(1)将三丁醇铝和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵溶于有机溶剂无水乙醇中，加入螯合剂乙酰乙酸乙酯，超声使其均匀分散，然后缓慢滴加体积比为3:1的异丙醇和蒸馏水混合液，在70℃下反应18h，得到氧化铝溶胶，其中，所述三丁醇铝、所述表面活性剂、所述螯合剂的摩尔比为15:5:1；
(2)将上述氧化铝溶胶陈化30h，以浸渍提拉法将陈化后的溶胶涂覆在预处理过的玻璃基底上，然后将所述玻璃基底置于马弗炉中，在400℃条件下焙烧15min，沸水处理20min，然后浸渍在无水乙醇溶液中36h，取出后于110℃条件下干燥2h，得到超疏水氧化铝涂层。
实施例3
(1)将三丁醇铝和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵溶于有机溶剂无水乙醇中，加入螯合剂乙酰乙酸乙酯，超声使其均匀分散，然后缓慢滴加体积比为3:1的异丙醇和蒸馏水混合液，在80℃下反应24h，得到氧化铝溶胶，其中，所述三丁醇铝、所述表面活性剂、所述螯合剂的摩尔比为20:8:1；
(2)将上述氧化铝溶胶陈化36h，以浸渍提拉法将陈化后的溶胶涂覆在预处理过的玻璃基底上，然后将所述玻璃基底置于马弗炉中，在420℃条件下焙烧20min，沸水处理25min，然后浸渍在无水乙醇溶液中48h，取出后于120℃条件下干燥3h，得到超疏水氧化铝涂层。
上述实施例1～3中的方法制备得到的超疏水氧化铝涂层具有超疏水性能，接触角大于158°，滚动角小于8°，水滴可在涂层上面自由滚动，具有较好自清洁性能。通过对上述超疏水氧化铝涂层进行疏水性实验，结果表明，在室温条件下放置较长时间之后，该疏水材料仍能保持超疏水性能。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (8)

1.一种超疏水氧化铝涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将三丁醇铝和表面活性剂溶于有机溶剂中，加入螯合剂，超声使其均匀分散，然后缓慢滴加体积比为3:1的异丙醇和蒸馏水混合液，在60～80℃下反应12～24h，得到氧化铝溶胶；
(2)将上述氧化铝溶胶陈化24～36h，以浸渍提拉法将陈化后的溶胶涂覆在预处理过的玻璃基底上，然后将所述玻璃基底置于马弗炉中，在380～420℃条件下焙烧10～20min，沸水处理15～25min，然后浸渍在无水乙醇溶液中24～48h，取出后干燥，得到超疏水氧化铝涂层。
2.根据权利要求1所述的超疏水氧化铝涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵。
3.根据权利要求1所述的超疏水氧化铝涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述螯合剂为乙酰乙酸乙酯。
4.根据权利要求1所述的超疏水氧化铝涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述三丁醇铝、所述表面活性剂、所述螯合剂的摩尔比为10～20:3～8:1。
5.根据权利要求4所述的超疏水氧化铝涂层的制备方法，其特征在于，所述三丁醇铝、所述表面活性剂、所述螯合剂的摩尔比为15:5:1。
6.根据权利要求1所述的超疏水氧化铝涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机溶剂为无水甲醇、无水乙醇、异丙醇中的一种。
7.根据权利要求1所述的超疏水氧化铝涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，干燥温度为100～120℃，干燥时间为1～3h。
8.根据权利要求1所述的超疏水氧化铝涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述玻璃基底为普通玻璃、ITO导电玻璃、钢化玻璃、微晶玻璃中的任意一种。
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