CN110054923A - Cu基彩色超疏水涂层及其制备方法 - Google Patents

Cu基彩色超疏水涂层及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种Cu基彩色超疏水涂层的制备方法，该制备方法将丙烯酸酯胶粘剂A溶液、铜粉及带颜色的氧化物微纳尺寸粉体与丙烯酸酯胶粘剂B溶液的混合液分步涂覆到基底上，环境温度条件下进行固化，再经低表面能物质修饰，得到接触角大于150°,滚动角小于5°的多种颜色超疏水涂层。该制备方法工艺简单、成本低廉、所得涂层牢固、耐磨、耐腐蚀、颜色多样，适用于多种基底，有利于大规模应用。

Description

Cu基彩色超疏水涂层及其制备方法
技术领域
本发明属于超疏水材料技术领域，具体涉及一种Cu基彩色超疏水涂层及其制备方法。
背景技术
受荷叶效应启发，超疏水表面引起了广泛的关注和重视。超疏水是固体表面的一种特殊的润湿状态，是指表面与水的接触角大于150°，滚动角小于10°。超疏水材料具有很低的表面自由能和很好的抗粘附性能，因而在自清洁材料、微流体器件、流体减阻等领域表现出良好的应用前景。
近年来，发展了许多制备超疏水表面的方法和技术，如溶胶凝胶法、模板法、光刻蚀法、等离子体处理、化学气相沉积法、层层组装等。其中，溶胶凝胶法需要先制备出纳米粒子，再对其进行改性，化学气相沉积也是分为制备粗糙结构和疏水改性等多个步骤。刻蚀法则分为等离子刻蚀、光刻蚀和酸刻蚀等等，静电纺丝需要纺丝，再编制成网。现有的这些技术方案都需要相应的设备以及严格控制实验条件才能达到超疏水的效果，工艺复杂，成本高。大大限制了其在实际的生产及生活中的应用。
此外，目前限制超疏水材料大规模应用的问题就是所制得的涂层颜色单一、易破坏性、易腐蚀以及与基底结合力差，刀割或者砂纸打磨这些表面通常会失去超疏水性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种Cu基彩色超疏水涂层的制备方法，该制备方法将丙烯酸酯胶粘剂A溶液、铜粉及带颜色的氧化物微纳尺寸粉体与丙烯酸酯胶粘剂B溶液的混合液分步涂覆到基底上，环境温度条件下进行固化，再经低表面能物质修饰，得到接触角大于150°,滚动角小于5°的多种颜色超疏水涂层。该制备方法工艺简单、成本低廉、所得涂层牢固、耐磨、耐腐蚀、颜色多样，适用于多种基底，有利于大规模应用。
本发明的另一个目的是提供一种Cu基彩色超疏水涂层。
本发明的另一个目的是提供一种Cu基彩色超疏水涂层在疏水领域中的应用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种Cu基彩色超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，在基底的表面均匀涂覆分散液A，得到涂层A；将分散液C均匀涂覆在所述涂层A的表面，于室温20～25℃干燥12～24h，得到涂层E；
步骤2，将涂层E在修饰液D中浸泡20min～1h后，于室温下干燥2～12h，得到Cu基彩色超疏水涂层；
其中，所述分散液A的制备方法为：将丙烯酸酯胶粘剂A均匀分散在挥发性有机溶剂F中，得到所述分散液A，其中，所述丙烯酸酯胶粘剂A由50～70质量份的甲基丙烯酸甲酯、5～20质量份的甲基丙烯酸、0.01～0.1质量份的对苯二酚、15～20质量份的ABS树脂和0.2～5质量份的氧化剂组成，所述氧化剂为苯丙过氧化氢、过氧化苯甲酰或过氧化月桂酸；所述挥发性有机溶剂F为丙酮、乙二醇和n,n-二甲基甲酰胺中的一种；
所述分散液C的制备方法为：将丙烯酸酯胶粘剂B溶解至与所述挥发性有机溶剂F为同一种物质的挥发性有机溶剂G中，得到分散液B；将混合粉体加入至所述分散液B中并均匀混合，得到所述分散液C，其中，所述所述丙烯酸酯胶粘剂B由50～70wt％的甲基丙烯酸甲酯、5～20wt％的甲基丙烯酸、0.01～0.1wt％的对苯二酚、15～30wt％的丁腈橡胶和0.04～4wt％的还原剂组成，所述还原剂为四甲基硫脲、二甲基苯胺和二甲基对甲苯胺中的一种；所述分散液C中混合粉体的含量为150～500g/L，所述混合粉体由铜粉与带颜色的氧化物微纳尺寸粉体组成，所述铜粉与带颜色的氧化物微纳尺寸粉体的质量比为1：(0.5～5)；
所述修饰液D为均匀分散有硬脂酸的无水乙醇，所述修饰液D中硬脂酸的浓度为0.035～0.5mol/L。
在上述技术方案中，在所述分散液A中，所述丙烯酸酯胶粘剂A的含量为40～80wt％。
在上述技术方案中，在所述分散液B中，所述丙烯酸酯胶粘剂B的含量为20～50wt％。
在上述技术方案中，在所述步骤1中，在所述基底的表面涂覆所述分散液A的用量为1～3mL/cm2，在所述涂层A的表面涂覆分散液C的用量为1～3mL/cm2。
在上述技术方案中，所述带颜色的氧化物微纳尺寸粉体为黑色氧化铜、白色氧化锌、红色氧化铁、蓝色氧化铟锡或绿色氧化镍。
在上述技术方案中，所述黑色氧化铜的颗粒为一直径2～3μm的实心球体，所述实心球体由厚度为100～200nm、长度为500～600nm的纳米片随机排列堆叠而成(自组装而成)。
在上述技术方案中，所述黑色氧化铜的制备方法包括：将铜粉加入至碱性水溶液中，再加入过硫酸钾，于20～25℃下反应0.5～10小时，得到所述黑色氧化铜，其中，所述碱性水溶液的pH为8～13.5，所述铜粉在所述碱性水溶液中的含量为0.5～5g/L；按物质的量计，所述铜粉与过硫酸钾的比为1：(0.5～2)。
在上述技术方案中，所述碱性水溶液为氢氧化钠溶液或氨水。
在上述技术方案中，所述基底为玻璃、陶瓷、金属或纸张。
在上述技术方案中，所述涂覆的方法为旋涂、喷涂、提拉或刮涂。
在上述技术方案中，将混合粉体加入至所述分散液B中后采用机械搅拌和/或超声实现均匀混合。
上述制备方法得到的Cu基彩色超疏水涂层。
上述Cu基彩色超疏水涂层在疏水领域中的应用，所述Cu基彩色超疏水涂层的接触角大于150°，滚动角小于5°。
在上述技术方案中，所述Cu基彩色超疏水涂层在pH值为2～11的溶液中浸泡0.5～2小时后，其接触角大于150°。
相比于现有技术，本发明的制备方法得到的Cu基彩色超疏水涂层能够获得不同颜色，其接触角大于150°，滚动角小于5°。本发明的制备方法工艺简单、成本低廉、所得涂层牢固、耐磨、耐腐蚀、颜色多样，适用于多种基底，有利于大规模应用。
附图说明
图1(a)为Cu粉的扫描电镜图，图1(b)为黑色氧化铜的扫描电镜图；
图2为本发明实施例1中玻璃上Cu基彩色超疏水涂层(Cu-CuO超疏水涂层)对水的接触角；
图3为本发明实施例1中玻璃上Cu基彩色超疏水涂层(Cu-CuO超疏水涂层)的耐酸碱性能测试图；
图4为本发明实施例1中玻璃上Cu基彩色超疏水涂层(Cu-CuO超疏水涂层)的耐磨性测试图；
图5为本发明实施例1中玻璃上Cu基彩色超疏水涂层(Cu-CuO超疏水涂层)的附着力测试图；
图6为本发明实施例2中不锈钢上Cu基彩色超疏水涂层(Cu-NiO超疏水涂层)表面水接触角状态图；
图7为本发明实施例3中纸张上Cu基彩色超疏水涂层(Cu-Fe2O3超疏水涂层)表面水接触角状态图；
图8(a)为本发明实施例6中玻璃上的Cu基彩色超疏水涂层(Cu-In2O5Sn超疏水涂层)的人眼直观图；图8(b)为本发明实施例6中玻璃上的Cu基彩色超疏水涂层(Cu-In2O5Sn超疏水涂层)的表面水接触状态图；
图9(a)为本发明实施例6中玻璃上Cu基彩色超疏水涂层(Cu-In2O5Sn超疏水涂层)表面水接触角测试水滴状态图，图9(b)为本发明实施例6中玻璃上Cu基彩色超疏水涂层(Cu-In2O5Sn超疏水涂层)表面水滚动角测试图；
图10为本发明实施例中Cu基彩色超疏水涂层的人眼直观图，其中，图10(a)为实施例1中所制得的Cu基彩色超疏水涂层，图10(b)为实施例4中所制得的Cu基彩色超疏水涂层，图10(c)为实施例3中所制得的Cu基彩色超疏水涂层，图10(d)为实施例2中所制得的Cu基彩色超疏水涂层。
具体实施方式
在本发明的具体实施方式中，涂覆的方法为旋涂。
ABS树脂购买自金锦乐化学有限公司，含量≥99.5％，端环氧液体丁腈橡胶(CAS编号：9003-56-9；。丁腈橡胶：购买自金锦乐化学有限公司，丁腈橡胶为端环氧液体丁腈橡胶(CAS编号：25265-19-4)；
其中，白色氧化锌为边长为100～200nm的多面体(产品编号Z112848、CAS号1314-13-2)，红色氧化铁为直径在50nm～1μm的球(产品编号F105411、CAS号1309-37-1)；蓝色氧化铟锡为直径在50～100nm的纳米球(产品编号I119258、CAS号50926-11-9)；绿色氧化镍为直径在60nm～10μm的球(产品编号N128916、CAS号1313-99-1)。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例和附图进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种Cu基彩色超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，基底为玻璃。在基底的表面均匀涂覆分散液A，得到涂层A；将分散液C均匀涂覆在涂层A的表面，于室温20～25℃干燥12h，得到涂层E；其中，在步骤1中，在基底的表面涂覆分散液A的用量为3mL/cm2，在涂层A的表面涂覆分散液C的用量为1mL/cm2。
步骤2，将涂层E在修饰液D中浸泡20min后，于室温下干燥12h，得到Cu基彩色超疏水涂层；
其中，分散液A的制备方法为：将丙烯酸酯胶粘剂A均匀分散(均匀分散方法：超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min)在挥发性有机溶剂F中，得到分散液A，其中，在分散液A中，丙烯酸酯胶粘剂A的含量为40wt％。丙烯酸酯胶粘剂A由67质量份的甲基丙烯酸甲酯、15质量份的甲基丙烯酸、0.01质量份的对苯二酚、15质量份的ABS树脂和2.99质量份的氧化剂组成，氧化剂为过氧化苯甲酰；挥发性有机溶剂F为n,n-二甲基甲酰胺；
分散液C的制备方法为：将丙烯酸酯胶粘剂B溶解(通过超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min实现，溶解：均匀分散)至与挥发性有机溶剂G中，挥发性有机溶剂G为n,n-二甲基甲酰胺，得到分散液B；将1g混合粉体加入至分散液B中后超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min实现均匀混合，得到分散液C，其中，在分散液B中，丙烯酸酯胶粘剂B的含量为20wt％。丙烯酸酯胶粘剂B由65wt％的甲基丙烯酸甲酯、14wt％的甲基丙烯酸、0.1wt％的对苯二酚、20wt％的丁腈橡胶和0.9wt％的还原剂组成，还原剂为四甲基硫脲；分散液C中混合粉体的含量为150g/L，混合粉体由铜粉与带颜色的氧化物微纳尺寸粉体组成，铜粉与带颜色的氧化物微纳尺寸粉体的质量比为1：1；
修饰液D为均匀分散有硬脂酸的无水乙醇，修饰液D中硬脂酸的浓度为0.035mol/L。
带颜色的氧化物微纳尺寸粉体为黑色氧化铜。黑色氧化铜的制备方法包括：将铜粉加入至碱性水溶液中，再加入过硫酸钾，于20～25℃下反应0.5小时，得到黑色氧化铜，其中，碱性水溶液的pH为13.5，铜粉在碱性水溶液中的含量为2g/L；按物质的量计，铜粉与过硫酸钾的比为1：2。其中，碱性水溶液为氢氧化钠溶液。
如图1所示，铜粉为长度为40～50μm的树枝状铜粉，由铜粉制备得到的黑色氧化铜的颗粒为一直径2～3μm的实心球体，实心球体由厚度为100～200nm、长度为500～600nm的纳米片随机排列堆叠而成。(测试仪器日本电子JSM-6700F)
使用接触角测试仪(KRUSS DSA100)对上述Cu基彩色超疏水涂层进行接触角和滚动角测试，测试得到接触角为155°，滚动角为4°，说明本发明的Cu基彩色超疏水涂层具有较好的疏水效果，参见附图2。
如图3所示，在pH值为2～13的溶液中分别浸泡实施例1制备得到的Cu基彩色超疏水涂层浸泡20min后，其中，在pH值为2～11的溶液中浸泡的Cu基彩色超疏水涂层仍然能够保持良好的超疏水性能，接触角均在150°以上。
将实施例1制备得到的Cu基彩色超疏水涂层在1282Pa的压强下沿直线在400目的砂纸上摩擦超过3000mm的距离后，接触角仍然保持在150°以上，滚动角仍低于10°，测试结果如图4所示，说明本发明的Cu基彩色超疏水涂层仍保持超疏水性，涂层具有良好的耐磨性。
采用涂层附着力自动划痕仪WS-2500对实施例1制备得到的Cu基彩色超疏水涂层与基底的附着力进行测试，结果如附图5所示，该涂层可以承受的临界载荷为26.15N，与基底附着好。
实施例2
一种Cu基彩色超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，基底为不锈钢。在基底的表面均匀涂覆分散液A，得到涂层A；将分散液C均匀涂覆在涂层A的表面，于室温20～25℃干燥12h，得到涂层E；其中，在步骤1中，在基底的表面涂覆分散液A的用量为3mL/cm2，在涂层A的表面涂覆分散液C的用量为3mL/cm2。
步骤2，将涂层E在修饰液D中浸泡20min后，于室温下干燥12h，得到Cu基彩色超疏水涂层；
其中，分散液A的制备方法为：将丙烯酸酯胶粘剂A均匀分散(均匀分散方法：超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min)在挥发性有机溶剂F中，得到分散液A，其中，在分散液A中，丙烯酸酯胶粘剂A的含量为60wt％。丙烯酸酯胶粘剂A由65质量份的甲基丙烯酸甲酯、15质量份的甲基丙烯酸、0.01质量份的对苯二酚、15质量份的ABS树脂和4.99质量份的氧化剂组成，氧化剂为过氧化苯甲酰；挥发性有机溶剂F为n,n-二甲基甲酰胺；
分散液C的制备方法为：将丙烯酸酯胶粘剂B溶解(通过超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min实现)至与挥发性有机溶剂F为同一种物质的挥发性有机溶剂G中，得到分散液B；将1g混合粉体加入至分散液B中后采用超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min实现均匀混合，得到分散液C，其中，在分散液B中，丙烯酸酯胶粘剂B的含量为35wt％。丙烯酸酯胶粘剂B由65wt％的甲基丙烯酸甲酯、14wt％的甲基丙烯酸、0.1wt％的对苯二酚、20wt％的丁腈橡胶和0.9wt％的还原剂组成，还原剂为二甲基苯胺；分散液C中混合粉体的含量为300g/L，混合粉体由铜粉与带颜色的氧化物微纳尺寸粉体组成，铜粉与带颜色的氧化物微纳尺寸粉体的质量比为1：1；带颜色的氧化物微纳尺寸粉体为绿色氧化镍。
修饰液D为均匀分散有硬脂酸的无水乙醇，修饰液D中硬脂酸的浓度为0.1mol/L。
使用接触角测试仪(KRUSS DSA100)对上述Cu基彩色超疏水涂层进行接触角和滚动角测试，测试得到接触角为152.28°，滚动角为4°，说明本发明的Cu基彩色超疏水涂层具有较好的疏水效果，参见附图6。
实施例3
一种Cu基彩色超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，基底为纸张。在基底的表面均匀涂覆分散液A，得到涂层A；将分散液C均匀涂覆在涂层A的表面，于室温20～25℃干燥12h，得到涂层E；其中，在步骤1中，在基底的表面涂覆分散液A的用量为2mL/cm2，在涂层A的表面涂覆分散液C的用量为2mL/cm2。
步骤2，将涂层E在修饰液D中浸泡20min后，于室温下干燥12h，得到Cu基彩色超疏水涂层；
其中，分散液A的制备方法为：将丙烯酸酯胶粘剂A均匀分散(均匀分散方法：超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min)在挥发性有机溶剂F中，得到分散液A，其中，在分散液A中，丙烯酸酯胶粘剂A的含量为80wt％。丙烯酸酯胶粘剂A由67质量份的甲基丙烯酸甲酯、15质量份的甲基丙烯酸、0.01质量份的对苯二酚、15质量份的ABS树脂和2.99质量份的氧化剂组成，氧化剂为过氧化苯甲酰；挥发性有机溶剂F为n,n-二甲基甲酰胺；
分散液C的制备方法为：将丙烯酸酯胶粘剂B溶解(通过超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min实现)至与挥发性有机溶剂F为同一种物质的挥发性有机溶剂G中，得到分散液B；将1g混合粉体加入至分散液B中后采用超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min实现均匀混合，得到分散液C，其中，在分散液B中，丙烯酸酯胶粘剂B的含量为50wt％。丙烯酸酯胶粘剂B由62wt％的甲基丙烯酸甲酯、14wt％的甲基丙烯酸、0.1wt％的对苯二酚、23wt％的丁腈橡胶和0.9wt％的还原剂组成，还原剂为二甲基对甲苯胺；分散液C中混合粉体的含量为500g/L，混合粉体由铜粉与带颜色的氧化物微纳尺寸粉体组成，铜粉与带颜色的氧化物微纳尺寸粉体的质量比为1：1.5；带颜色的氧化物微纳尺寸粉体为红色氧化铁。
修饰液D为均匀分散有硬脂酸的无水乙醇，修饰液D中硬脂酸的浓度为0.3mol/L。
使用接触角测试仪(KRUSS DSA100)对上述Cu基彩色超疏水涂层进行接触角和滚动角测试，测试得到接触角为156.28°，滚动角为4°，说明本发明的Cu基彩色超疏水涂层具有较好的疏水效果，参见附图7。
实施例4
一种Cu基彩色超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，基底为玻璃。在基底的表面均匀涂覆分散液A，得到涂层A；将分散液C均匀涂覆在涂层A的表面，于室温20～25℃干燥12h，得到涂层E；其中，在步骤1中，在基底的表面涂覆分散液A的用量为2mL/cm2，在涂层A的表面涂覆分散液C的用量为2mL/cm2。
步骤2，将涂层E在修饰液D中浸泡20min后，于室温下干燥12h，得到Cu基彩色超疏水涂层；
其中，分散液A的制备方法为：将丙烯酸酯胶粘剂A均匀分散(均匀分散方法：超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min)在挥发性有机溶剂F中，得到分散液A，其中，在分散液A中，丙烯酸酯胶粘剂A的含量为80wt％。丙烯酸酯胶粘剂A由68质量份的甲基丙烯酸甲酯、15质量份的甲基丙烯酸、0.01质量份的对苯二酚、15质量份的ABS树脂和1.99质量份的氧化剂组成，氧化剂为过氧化苯甲酰；挥发性有机溶剂F为n,n-二甲基甲酰胺；
分散液C的制备方法为：将丙烯酸酯胶粘剂B溶解(通过超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min实现)至与挥发性有机溶剂F为同一种物质的挥发性有机溶剂G中，得到分散液B；将1g混合粉体加入至分散液B中后采用超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min实现均匀混合，得到分散液C，其中，在分散液B中，丙烯酸酯胶粘剂B的含量为40wt％。丙烯酸酯胶粘剂B由62wt％的甲基丙烯酸甲酯、14wt％的甲基丙烯酸、0.05wt％的对苯二酚、23wt％的丁腈橡胶和0.95wt％的还原剂组成，还原剂为四甲基硫脲；分散液C中混合粉体的含量为400g/L，混合粉体由铜粉与带颜色的氧化物微纳尺寸粉体组成，铜粉与带颜色的氧化物微纳尺寸粉体的质量比为3：7；带颜色的氧化物微纳尺寸粉体为白色氧化锌。
修饰液D为均匀分散有硬脂酸的无水乙醇，修饰液D中硬脂酸的浓度为0.1mol/L。
使用接触角测试仪(KRUSS DSA100)对上述Cu基彩色超疏水涂层进行接触角和滚动角测试，测试得到接触角为156°，滚动角为3°，说明本发明的Cu基彩色超疏水涂层具有较好的疏水效果。
实施例5
一种Cu基彩色超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，基底为玻璃。在基底的表面均匀涂覆分散液A，得到涂层A；将分散液C均匀涂覆在涂层A的表面，于室温20～25℃干燥12h，得到涂层E；其中，在步骤1中，在基底的表面涂覆分散液A的用量为1mL/cm2，在涂层A的表面涂覆分散液C的用量为3mL/cm2。
步骤2，将涂层E在修饰液D中浸泡20min后，于室温下干燥12h，得到Cu基彩色超疏水涂层；
其中，分散液A的制备方法为：将丙烯酸酯胶粘剂A均匀分散(均匀分散方法：超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min)在挥发性有机溶剂F中，得到分散液A，其中，在分散液A中，丙烯酸酯胶粘剂A的含量为70wt％。丙烯酸酯胶粘剂A由60质量份的甲基丙烯酸甲酯、15质量份的甲基丙烯酸、0.1质量份的对苯二酚、20质量份的ABS树脂和4.9质量份的氧化剂组成，氧化剂为过氧化苯甲酰；挥发性有机溶剂F为n,n-二甲基甲酰胺；
分散液C的制备方法为：将丙烯酸酯胶粘剂B溶解(通过超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min实现)至与挥发性有机溶剂F为同一种物质的挥发性有机溶剂G中，得到分散液B；将1g混合粉体加入至分散液B中后采用超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min实现均匀混合，得到分散液C，其中，在分散液B中，丙烯酸酯胶粘剂B的含量为30wt％。丙烯酸酯胶粘剂B由63wt％的甲基丙烯酸甲酯、16wt％的甲基丙烯酸、0.1wt％的对苯二酚、20wt％的丁腈橡胶和0.9wt％的还原剂组成，还原剂为二甲基苯胺；分散液C中混合粉体的含量为450g/L，混合粉体由铜粉与带颜色的氧化物微纳尺寸粉体组成，铜粉与带颜色的氧化物微纳尺寸粉体的质量比为2：7；带颜色的氧化物微纳尺寸粉体为红色氧化铁。
修饰液D为均匀分散有硬脂酸的无水乙醇，修饰液D中硬脂酸的浓度为0.25mol/L。
使用接触角测试仪(KRUSS DSA100)对上述Cu基彩色超疏水涂层进行接触角和滚动角测试，测试得到接触角为154°，滚动角为3°，说明本发明的Cu基彩色超疏水涂层具有较好的疏水效果。
实施例6
一种Cu基彩色超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，基底为玻璃。在基底的表面均匀涂覆分散液A，得到涂层A；将分散液C均匀涂覆在涂层A的表面，于室温20～25℃干燥12h，得到涂层E；其中，在步骤1中，在基底的表面涂覆分散液A的用量为2mL/cm2，在涂层A的表面涂覆分散液C的用量为3mL/cm2。
步骤2，将涂层E在修饰液D中浸泡20min后，于室温下干燥12h，得到Cu基彩色超疏水涂层，如附图8(a)所示(测试仪器：相机拍照)；
其中，分散液A的制备方法为：将丙烯酸酯胶粘剂A均匀分散(均匀分散方法：超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min)在挥发性有机溶剂F中，得到分散液A，其中，在分散液A中，丙烯酸酯胶粘剂A的含量为60wt％。丙烯酸酯胶粘剂A由60质量份的甲基丙烯酸甲酯、15质量份的甲基丙烯酸、0.1质量份的对苯二酚、20质量份的ABS树脂和4.9质量份的氧化剂组成，氧化剂为过氧化苯甲酰；挥发性有机溶剂F为n,n-二甲基甲酰胺；
分散液C的制备方法为：将丙烯酸酯胶粘剂B溶解(通过超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min实现)至与挥发性有机溶剂F为同一种物质的挥发性有机溶剂G中，得到分散液B；将1g混合粉体加入至分散液B中后采用超声分散30min后2000rpm磁力搅拌30min实现均匀混合，得到分散液C，其中，在分散液B中，丙烯酸酯胶粘剂B的含量为40wt％。丙烯酸酯胶粘剂B由63wt％的甲基丙烯酸甲酯、16wt％的甲基丙烯酸、0.1wt％的对苯二酚、20wt％的丁腈橡胶和0.9wt％的还原剂组成，还原剂为二甲基苯胺；分散液C中混合粉体的含量为450g/L，混合粉体由铜粉与带颜色的氧化物微纳尺寸粉体组成，铜粉与带颜色的氧化物微纳尺寸粉体的质量比为2：2；带颜色的氧化物微纳尺寸粉体为灰色氧化铟锡。
修饰液D为均匀分散有硬脂酸的无水乙醇，修饰液D中硬脂酸的浓度为0.20mol/L。
使用接触角测试仪(KRUSS DSA100)对上述Cu基彩色超疏水涂层进行接触角和滚动角测试，测试得到接触角为158°，滚动角为3°，如附图8(b)所示，水滴在该涂层表面可以保持较好的球形，且，当该涂层在承接3ul水滴向上运动时，由于涂层疏水效果好，接触水滴时水滴不会掉落至涂层表面，水滴由于表面张力作用会被Cu基彩色超疏水涂层挤到针头上，如附图9(a)所示(图9(a)中箭头所指方向为Cu基彩色超疏水涂层运动方向，即保持水滴位置不变，在竖直方向移动Cu基彩色超疏水涂层)。此外，如附图9(b)所示，当涂层的倾角为3°时，9ul的水滴在该涂层表面只需要0.75s即可滚落，也说明本发明的Cu基彩色超疏水涂层具有较好的疏水效果(图9(b)中箭头所指方向为水滴滚动方向)。
附图10为通过本发明技术方案所制得的各种颜色的Cu基彩色超疏水涂层的直观图，其中，图10(a)为实施例1所制备Cu基彩色超疏水涂层的直观图，图10(b)为实施例4所制备Cu基彩色超疏水涂层的直观图，图10(c)为实施例3所制备Cu基彩色超疏水涂层的直观图，图10(d)为实施例2所制备Cu基彩色超疏水涂层的直观图。由附图8可知：通过将铜粉与不同的氧化物复合可以制备不同颜色的超疏水涂层，满足实际生产中的需要。(测试仪器：相机拍照)
与现有的技术相比，本发明的制备方法通过调节丙烯酸酯胶粘剂A的浓度可以提高涂层与基底的结合力；通过调节丙烯酸酯胶粘剂B在挥发性有机溶剂G中的浓度可以有效克服单层胶对粗糙结构的包覆问题；分散液A和分散液C两种分散溶液分步涂覆、接触固化的过程，使所得涂层牢固；所有操作过程均在室温条件下进行；该方法成本低廉、操作简单，所得涂层牢固、耐摩擦、耐腐蚀且可作用于工业生产中各类需要做超疏水处理的基底上，颜色多样，有较好的应用前景。
在本发明的技术方案中，通过调节本发明技术方案的参数、涂覆的方法、基底、挥发性有机溶剂F和挥发性有机溶剂G等，均能达到与上述实施例一致的性质。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种Cu基彩色超疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在基底的表面均匀涂覆分散液A，得到涂层A；将分散液C均匀涂覆在所述涂层A的表面，于室温20～25℃干燥12～24h，得到涂层E；
步骤2，将涂层E在修饰液D中浸泡20～60min后，于室温下干燥2～12h，得到Cu基彩色超疏水涂层；
其中，所述分散液A的制备方法为：将丙烯酸酯胶粘剂A均匀分散在挥发性有机溶剂F中，得到所述分散液A，其中，所述丙烯酸酯胶粘剂A由50～70质量份的甲基丙烯酸甲酯、5～20质量份的甲基丙烯酸、0.01～0.1质量份的对苯二酚、15～20质量份的ABS树脂和0.2～5质量份的氧化剂组成，所述氧化剂为苯丙过氧化氢、过氧化苯甲酰或过氧化月桂酸；所述挥发性有机溶剂F为丙酮、乙二醇和n,n-二甲基甲酰胺中的一种或以任意比例混合的几种；
所述分散液C的制备方法为：将丙烯酸酯胶粘剂B溶解至与所述挥发性有机溶剂F为同一种物质的挥发性有机溶剂G中，得到分散液B；将混合粉体加入至所述分散液B中并均匀混合，得到所述分散液C，其中，所述丙烯酸酯胶粘剂B由50～70wt％的甲基丙烯酸甲酯、5～20wt％的甲基丙烯酸、0.01～0.1wt％的对苯二酚、15～30wt％的丁腈橡胶和0.04～4wt％的还原剂组成，所述还原剂为四甲基硫脲、二甲基苯胺或二甲基对甲苯胺；所述分散液C中混合粉体的含量为150～500g/L，所述混合粉体由铜粉与带颜色的氧化物微纳尺寸粉体组成，所述铜粉与带颜色的氧化物微纳尺寸粉体的质量比为1：(0.5～5)；
所述修饰液D为均匀分散有硬脂酸的无水乙醇，所述修饰液D中硬脂酸的浓度为0.035～0.5mol/L。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述分散液A中，所述丙烯酸酯胶粘剂A的含量为40～80wt％；在所述分散液B中，所述丙烯酸酯胶粘剂B的含量为20～50wt％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，在所述基底的表面涂覆所述分散液A的用量为1～3mL/cm2，在所述涂层A的表面涂覆分散液C的用量为1～3mL/cm2。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述带颜色的氧化物微纳尺寸粉体为黑色氧化铜、白色氧化锌、红色氧化铁、蓝色氧化铟锡或绿色氧化镍。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述黑色氧化铜的颗粒为一直径2～3μm的实心球体，所述实心球体由厚度为100～200nm、长度为500～600nm的纳米片随机排列堆叠而成。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述黑色氧化铜的制备方法包括：将铜粉加入至碱性水溶液中，再加入过硫酸钾，于20～25℃下反应0.5～10小时，得到所述黑色氧化铜，其中，所述碱性水溶液的pH为8～13.5，所述铜粉在所述碱性水溶液中的含量为0.5～5g/L；按物质的量计，所述铜粉与过硫酸钾的比为1：(0.5～2)。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述碱性水溶液为氢氧化钠溶液或氨水，所述基底为玻璃、陶瓷、金属或纸张；所述涂覆的方法为旋涂、喷涂、提拉或刮涂；将混合粉体加入至所述分散液B中后采用机械搅拌和/或超声实现均匀混合。
8.如权利要求1所述的制备方法得到的Cu基彩色超疏水涂层。
9.如权利要求8所述Cu基彩色超疏水涂层在疏水领域中的应用，其特征在于，所述Cu基彩色超疏水涂层的接触角大于150°，滚动角小于5°。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述Cu基彩色超疏水涂层在pH值为2～11的溶液中浸泡0.5～2小时后，其接触角大于150°。
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