CN110218467A - 一种基于鸡蛋壳粉末的绿色环保超疏水涂层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于超疏水涂层制备技术领域，特别涉及在各种基底上制备出超疏水表面的方法。本发明包括鸡蛋壳粉末颗粒的制备、低表面能修饰、超疏水涂层制备等步骤。根据基底的特征，各种涂覆超疏水涂层的基底其对水的接触角均大于150°，滚动角均小于10°。而且，结合后的超疏水基底具有很强的耐磨损性和紫外光稳定性。本发明制备工艺简单，原料易得，无毒环保，成本低廉，稳定性强，适合大面积制备和应用，既适用于工作环境极端恶劣防水设备，同时也适用于工业管道运输、生活中白鞋的抗污等领域。

Description

一种基于鸡蛋壳粉末的绿色环保超疏水涂层的制备方法
技术领域
本发明属于超疏水涂层制备技术领域，特别涉及可制备可适用于各种基底的超疏水涂层的方法。
背景技术
超疏水现象在自然界存在广泛，如荷叶表面、蝴蝶翅膀、水黾腿等。超疏水表面具有很多独特优异的表面性能：疏水、自清洁性、防腐、抗结冰、防雾等特性，使得其在众多领域都具有巨大的应用前景。
超疏水涂层，可以将其应用于各种生活用品中。然而，制备超疏水涂层的方法大多比较复杂，并且原材料成本昂贵，不易获得，含氟或有毒的低表面能修饰剂对环境造成了很大的影响。因此，制备无毒，低成本和普适性强的超疏水涂层成为了研究热点。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单、方便、普适性的、可大面积的制备超疏水涂层的方法，解决超疏水表面的生产成本高、机械强度弱、基底依耐性强、制备方法复杂等问题。针对不同基底表面，涂覆后的表面结构类似荷叶表面，具有很稳定的疏水性，其对水的接触角均大于150°，滚动角均小于10°，具有很强的耐机械性能，自清洁和抗污性能。
实现本发明目的的技术方案是：一种基于鸡蛋壳粉末的绿色环保超疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A.鸡蛋壳粉末颗粒的制备：取适量鸡蛋壳于烧杯，在室温下分别用乙醇和去离子水超声清洗，然后，将上述鸡蛋壳置入到温度为150℃的环境下干燥2h，反应后冷却至室温，通过碾磨得到白色粉末状产物，从而完成鸡蛋壳粉末颗粒的制备；
B.微纳米结构的构筑及低表面能物质修饰：将修饰剂加入到20mL的无水乙醇溶液中，超声或搅拌使其分散，将步骤A制备的鸡蛋壳粉末产物加入到上述溶液中，搅拌3h，然后在搅拌的条件下加入纳米颗粒粉末，超声搅拌3h，从而完成微纳米结构的构筑及低表面能物质的修饰；
C.超疏水涂层的制备：将一定浓度的纤维素溶液滴加到步骤B完成的溶液中，持续搅拌6h，得到白色的超疏水涂层。
本发明所述的修饰剂为硬脂酸。
本发明所述的修饰剂的用量为1g。
本发明所述的步骤B中加入的鸡蛋壳的用量为2g。
本发明所述的步骤B中加入的纳米颗粒粉末为氧化锌。
本发明所述的步骤B中加入的纳米颗粒粉末用量为2g。
本发明所述的超疏水涂层的形貌为三维，粒径为400–2400nm。
本发明所述的纤维素溶液浓度为10g/L。
本发明所述的纤维素溶液为羧甲基纤维素溶液。
本发明所述的纤维素溶液用量为1mL。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.工艺简单，原料系废物回收，环保无毒，成本低廉；
2.制备的超疏水涂层中颗粒的粒径在400nm～2400nm之间且拥有多级结构，具有稳定的超疏水性；
3.具有很强的普适性，适用于各种基底；
4.制备的材料表面具有超疏水性、自清洁和抗污性，水的接触角均大于 150°，滚动角均小于10°；
5.机械强度大，附着力强，使用寿命长。
6.可简单的涂覆到白鞋上，实现了鞋表面的长久抗污。
附图说明
图1：实施例1所得鸡蛋壳、氧化锌纳米颗粒和超疏水涂层的扫描电镜图，其中图a为鸡蛋壳在10000倍和20000倍下的形貌，图b为氧化锌纳米颗粒在10000倍和10000倍下的形貌，图c为超疏水涂层在10000倍和20000倍下的形貌；
图2：实施例1所得鸡蛋壳、氧化锌纳米颗粒和超疏水涂层的粒径分布曲线。图a为鸡蛋壳的粒径分布曲线，粒径范围为500–1200纳米，图b为氧化锌的粒径分布曲线，粒径范围为400–800纳米，图c为超疏水涂层的粒径分布曲线，粒径范围为400–2400纳米；
图3：实施例1所得超疏水涂层涂覆于不同基底的润湿性。图a为涂覆到玻璃上，图b为涂覆到纸上，图c为涂覆到织物上，图d为涂覆到聚丙烯上；
图4：实施例1所得涂有超疏水涂层的玻璃表面的耐紫外和机械耐受性曲线。图a为涂有超疏水涂层的玻璃表面在经过不同时间紫外光照射后的润湿性变化曲线，图b为经过不同次数刀划或胶带粘后的涂有超疏水涂层的玻璃表面的润湿性变化曲线；
图5：实施例1所得涂有超疏水涂层的玻璃表面的抗结冰性；
图6：实施例1所得涂有超疏水涂层的白鞋表面对水的抗润湿性。图a为未涂覆超疏水涂层和刚涂覆超疏水涂层的白鞋表面，图b为刚涂覆超疏水涂层的白鞋表面的抗润湿性，图c为白鞋经穿着8天后未涂覆超疏水涂层和刚涂覆超疏水涂层的白鞋表面的抗污性，图d为涂覆超疏水涂层的白鞋经穿着8天后其表面的抗润湿性。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。
实施例1
(1)鸡蛋壳粉末颗粒的制备：取厨房废置鸡蛋壳于烧杯，在室温下分别用乙醇和去离子水超声清洗。然后，将上述鸡蛋壳置入到温度为150℃的环境下干燥2h。反应后冷却至室温，通过碾磨得到白色粉末状产物，从而完成鸡蛋壳粉末颗粒的制备。
(2)微纳米结构的构筑及低表面能物质修饰：将1g硬脂酸加入到20mL 的无水乙醇溶液中，超声或搅拌使其分散。将步骤(1)制备的鸡蛋壳粉末产物 2g加入到上述溶液中，搅拌3h。然后在搅拌的条件下加入2g氧化锌颗粒粉末，超声搅拌3h。从而完成微纳米结构的构筑及低表面能物质的修饰。
(3)超疏水涂层的制备：将10g/L的羧甲基纤维素溶液滴加1mL到步骤(2)完成的溶液中，持续搅拌6h，得到白色的超疏水涂层。
本发明包括鸡蛋壳粉末颗粒的制备、低表面能修饰、超疏水涂层制备等步骤。根据基底的特征，各种涂覆超疏水涂层的基底其对水的接触角均大于150°，滚动角均小于10°。而且，结合后的超疏水基底具有很强的耐磨损性和紫外光稳定性。本发明制备工艺简单，原料易得，无毒环保，成本低廉，稳定性强，适合大面积制备和应用，既适用于工作环境极端恶劣防水设备，同时也适用于工业管道运输、生活中白鞋的抗污等领域。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种基于鸡蛋壳粉末的绿色环保超疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A.鸡蛋壳粉末颗粒的制备：取适量鸡蛋壳于烧杯，在室温下分别用乙醇和去离子水超声清洗，然后，将上述鸡蛋壳置入到温度为150℃的环境下干燥2h，反应后冷却至室温，通过碾磨得到白色粉末状产物，从而完成鸡蛋壳粉末颗粒的制备；
B.微纳米结构的构筑及低表面能物质修饰：将修饰剂加入到20mL的无水乙醇溶液中，超声或搅拌使其分散，将步骤A制备的鸡蛋壳粉末产物加入到上述溶液中，搅拌3h，然后在搅拌的条件下加入纳米颗粒粉末，超声搅拌3h，从而完成微纳米结构的构筑及低表面能物质的修饰；
C.超疏水涂层的制备：将一定浓度的纤维素溶液滴加到步骤B完成的溶液中，持续搅拌6h，得到白色的超疏水涂层。
2.如权利要求1所述的基于鸡蛋壳粉末的绿色环保超疏水涂层的制备方法，其特征在于：步骤B中修饰剂为硬脂酸。
3.如权利要求1所述的基于鸡蛋壳粉末的绿色环保超疏水涂层的制备方法，其特征在于：步骤B中修饰剂的用量为1g。
4.如权利要求1所述的基于鸡蛋壳粉末的绿色环保超疏水涂层的制备方法，其特征在于：步骤B中加入的鸡蛋壳的用量为2g。
5.如权利要求1所述的基于鸡蛋壳粉末的绿色环保超疏水涂层的制备方法，其特征在于：步骤B中加入的纳米颗粒粉末为氧化锌。
6.如权利要求1所述的基于鸡蛋壳粉末的绿色环保超疏水涂层的制备方法，其特征在于：步骤B中加入的纳米颗粒粉末用量为2g。
7.如权利要求1所述的基于鸡蛋壳粉末的绿色环保超疏水涂层的制备方法，其特征在于：超疏水涂层的形貌为三维，粒径为400–2400nm。
8.如权利要求1所述的基于鸡蛋壳粉末的绿色环保超疏水涂层的制备方法，其特征在于：纤维素溶液浓度为10g/L。
9.如权利要求1所述的基于鸡蛋壳粉末的绿色环保超疏水涂层的制备方法，其特征在于：纤维素溶液为羧甲基纤维素溶液。
10.如权利要求1所述的基于鸡蛋壳粉末的绿色环保超疏水涂层的制备方法，其特征在于：纤维素溶液用量为1mL。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101791608A (zh) * 2010-02-10 2010-08-04 吉林大学 一种自修复超疏水涂层的制备方法
CN102051120A (zh) * 2009-11-03 2011-05-11 汉高股份有限及两合公司 一种超疏水涂层材料及其制备方法和超疏水涂层
CN103157590A (zh) * 2013-03-14 2013-06-19 许昌学院 一种基于锌的超疏水表面及其制备方法
CN104845504A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 湖州大周高分子材料有限公司 一种金属防锈涂料
CN105602412A (zh) * 2016-01-13 2016-05-25 中国石油大学(华东) 耐磨超疏水纳米二氧化钛涂层的制备方法
CN105820710A (zh) * 2016-04-22 2016-08-03 湖北大学 一种可实际应用的高强度超疏水防护涂层的制备方法
CN106675339A (zh) * 2016-12-09 2017-05-17 湖北大学 一种低成本高强度可修复超疏水涂层的简单制备方法
CN106866010A (zh) * 2016-12-26 2017-06-20 湖北大学 一种超疏水沙子的制备方法
CN107163759A (zh) * 2017-07-11 2017-09-15 合肥尚涵装饰工程有限公司 一种内墙保温隔热涂料及其制备方法
CN108219649A (zh) * 2018-01-23 2018-06-29 合肥梵腾环保科技有限公司 一种改善光泽度的防水涂料及其制备方法
CN108359366A (zh) * 2018-03-12 2018-08-03 合肥万之景门窗有限公司 一种防水涂料及其制备方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102051120A (zh) * 2009-11-03 2011-05-11 汉高股份有限及两合公司 一种超疏水涂层材料及其制备方法和超疏水涂层
CN101791608A (zh) * 2010-02-10 2010-08-04 吉林大学 一种自修复超疏水涂层的制备方法
CN103157590A (zh) * 2013-03-14 2013-06-19 许昌学院 一种基于锌的超疏水表面及其制备方法
CN104845504A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 湖州大周高分子材料有限公司 一种金属防锈涂料
CN105602412A (zh) * 2016-01-13 2016-05-25 中国石油大学(华东) 耐磨超疏水纳米二氧化钛涂层的制备方法
CN105820710A (zh) * 2016-04-22 2016-08-03 湖北大学 一种可实际应用的高强度超疏水防护涂层的制备方法
CN106675339A (zh) * 2016-12-09 2017-05-17 湖北大学 一种低成本高强度可修复超疏水涂层的简单制备方法
CN106866010A (zh) * 2016-12-26 2017-06-20 湖北大学 一种超疏水沙子的制备方法
CN107163759A (zh) * 2017-07-11 2017-09-15 合肥尚涵装饰工程有限公司 一种内墙保温隔热涂料及其制备方法
CN108219649A (zh) * 2018-01-23 2018-06-29 合肥梵腾环保科技有限公司 一种改善光泽度的防水涂料及其制备方法
CN108359366A (zh) * 2018-03-12 2018-08-03 合肥万之景门窗有限公司 一种防水涂料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JINMEI HE, ET ALL: "Facile fabrication of eco-friendly durable superhydrophobic material from eggshell with oil/water separation property", 《ADVANCED ENGINEERING MATERIALS》 *
杜双明主编: "《材料科学与工程概论》", 31 August 2011, 西安电子科技大学出版社 *

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