CN110387191B - 一种疏水涂层及其制备方法、疏水涂层溶液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种疏水涂层及其制备方法、疏水涂层溶液，属于涂层技术领域，解决了现有技术中疏水涂层的耐高温性能较差、制备工艺繁琐的问题。上述疏水涂层的制备原料包括聚硅氧烷‑全氢聚硅氮烷杂化聚合物；上述疏水涂层溶液的组成按质量百分比为：聚硅氧烷‑全氢聚硅氮烷杂化聚合物1％～50％；溶剂50％～90％；催化剂0～5％；助剂：0～20％；上述疏水涂层的制备方法为将涂覆疏水涂层溶液在基材表面，固化得到疏水涂层。上述疏水涂层及其制备方法、疏水涂层溶液可用于航空航天、电子、电器等领域。

Description

一种疏水涂层及其制备方法、疏水涂层溶液
技术领域
本发明涉及一种涂层，尤其涉及一种透明、耐磨、高温长时的疏水涂层及其制备方法、疏水涂层溶液。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，对于疏水涂层来说，不仅要求其具有防指纹、易清洁、防腐蚀、防覆冰等特点，对透明性、耐磨性、热稳定性等综合性能的要求也逐步提高，尤其是高温疏水性在很多高温领域发挥着极其重要的作用。
现有技术中，疏水涂层的材料主要为有机硅和有机氟等有机材料。然而，这些有机材料的耐高温性能较差，可耐受温度一般限制在300℃以下，且硬度低、附着力差。
中国发明专利申请CN 103421423 A公开了一种耐高温的超疏水涂层的原位制备方法，采用有机硅单体、纳米二氧化硅粒子，通过原位反应制得耐高温超疏水涂层，涂层经450℃热处理后仍具有疏水性，但是，上述原位制备方法制得的涂层表面粗糙且热固化的方式不适用于热敏性基底。此外，填料的加入通常会使涂层透明性、硬度及耐磨性能下降。
中国发明专利申请CN 104212341 A公开了一种远红外发射耐高温透明厨卫涂料及其制备方法，采用硅氧烷单体逐步水解再进行共缩聚，制得耐高温透明厨卫涂层，该涂层水接触角在105°左右，其耐热温度为350℃以上，可长期在250℃高温使用，但是，耐热温度仍然较低。
中国发明专利申请CN 104818454 A公开了一种耐高温疏水材料及其制备方法，采用磁过滤阴极真空弧放电方法于工件表面沉积镀膜，采用激光器激光刻蚀方法于沉积膜层后的工件表面刻蚀织构制备耐高温疏水涂层材料，其水接触角为125°左右，能够应用于650℃以上高温环境，但是，该方法工艺繁琐，需要多次沉积、刻蚀，不适用于大规模制备及应用。
近年来，通过液相的全氢聚硅氮烷(PHPS)转化制备涂层成为各国研究的热点。但是，PHPS在低温处理时属于疏水涂层，高温处理后转化为亲水涂层(氧化硅涂层)，尤其是300℃到400℃区间内，涂层极性增加，亲水性急剧增加。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种透明、耐磨、高温长时疏水涂层及其制备方法，解决了现有技术中疏水涂层的耐高温性能较差、制备工艺繁琐的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一方面，本发明提供了一种疏水涂层，疏水涂层的制备原料包括聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物。
进一步地，聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物为聚硅氧烷接枝于全氢聚硅氮烷的主链、侧链或/和末端所得到的杂化聚合物。
进一步地，聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物为线性聚硅氧烷接枝于全氢聚硅氮烷的主链、侧链或/和末端所得到的杂化聚合物。
进一步地，聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物为双官能或者单官能的线性聚硅氧烷接枝于全氢聚硅氮烷的主链、侧链或/和末端所得到的杂化聚合物。
进一步地，1mol线性聚硅氧烷中活性官能团的数量不少于1mol。
进一步地，全氢聚硅氮烷的结构如下：
Figure GDA0002655579700000031
z为4～600。
进一步地，聚硅氧烷为含有烷基链结构的聚硅氧烷。
进一步地，聚硅氧烷为碳官能基封端的聚硅氧烷，碳官能基为醇羟基、酚羟基或羧基中的至少一种。
进一步地，聚硅氧烷为羟烃基封端聚二甲基硅氧烷。
进一步地，聚硅氧烷为双端羟烃基封端聚二甲基硅氧烷，结构如下：
Figure GDA0002655579700000032
n为1～1300的整数，m为3～34的整数。
进一步地，聚硅氧烷为双端羟基聚醚改性聚硅氧烷，结构如下：
Figure GDA0002655579700000033
p为1～10的整数，q为1～50的整数，o为1～3000的整数。
进一步地，聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物中，聚硅氧烷与全氢聚硅氮烷的摩尔比为0.001～50：100。
进一步地，疏水涂层的厚度在0.001～50微米之间。
另一方面，本发明还提供了一种疏水涂层溶液，组成按质量百分比为：聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物1％～50％；溶剂50％～90％；催化剂0～5％；助剂：0～20％。
进一步地，组成按质量百分比为：聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物2～20％；溶剂50％～90％；催化剂0.05％～2％；助剂1％～5％。
进一步地，溶剂为酯类溶剂、苯类溶剂、醚类溶剂或甲烷类溶剂中的一种或至少两种任意比例混合。
进一步地，溶剂为乙酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸甲酯、乙酸苯酯、二甲苯、甲苯、正丁醚、乙醚、二丁醚、一氯甲烷、二氯甲烷或三氯甲烷中的一种或至少两种任意比例混合。
进一步地，催化剂为胺类化合物或者金属催化剂。
进一步地，催化剂为乙二胺、二乙胺、三乙醇胺、二异丙胺、N、N-二甲基乙醇胺、三乙醇胺、氯铂酸配合物、Pt/C、醋酸钯或丙酸钯。
进一步地，助剂为二氧化硅颗粒。
再一方面，本发明还提供了一种疏水涂层的制备方法，采用上述疏水涂层溶液；制备方法为将疏水涂层溶液涂覆在基材表面，固化得到疏水涂层。
进一步地，涂覆方式为旋涂、喷涂、浸涂、淋涂或擦涂。
进一步地，涂覆方式为旋涂，旋涂速率为500～2000r/min，旋涂时间为30～60s。
进一步地，固化方式为紫外固化、加热固化或湿气固化。
进一步地，固化方式为加热固化，加热温度60℃～400℃，加热时间2h～10h。
进一步地，固化方式为室温潮气固化，固化时间为24h以上。
进一步地，固化方式为真空紫外固化方式，真空紫外固化包括如下步骤：将涂覆有疏水涂层溶液的基材表面置于波长172nm～365nm的真空紫外线照射下进行固化，固化时间0.1～3h，氧气浓度0.1～10％，照射距离为0.2～20mm。
进一步地，基材为金属、陶瓷、玻璃或高分子材料。
与现有技术相比，本发明有益效果如下：
a)本发明提供的疏水涂层采用聚硅氧烷/全氢聚硅氮烷杂化聚合物经涂覆、固化制备得到，该聚合物存在形成无机氧化硅的全氢聚硅氮烷结构以及提供低表面能特性的聚硅氧烷结构，因而使得所形成涂层具备良好的疏水性和附着力。在高温处理时，涂层表面疏水组分被氧化，与此同时，涂层内部疏水组分由于低表面张力的特点逐渐向表面迁移填补丢失的疏水组分，从而使涂层经高温长时间处理后仍具有疏水性。
b)本发明提供的疏水涂层的固化方式既可采用热固化、也可湿气固化以及光化学的方式，室温下即可完成，因而可用于聚合物等热敏性的基底，为该涂层更广范围的应用提供了可能。
c)本发明提供的疏水涂层具有优异的高温长时疏水性，在马弗炉中400℃、175h甚至450℃、20h处理后，仍能保持疏水性；并且，上述疏水涂层还具有良好的透光性和耐磨性，致密透明，可见光透过率在90％以上，在磨料CS10、负载2N、摩擦转数为500转以上时仍能保持良好的疏水性。
d)本发明提供的疏水涂层尤其适用于航空航天、电子、电器等技术领域，示例性地，上述疏水涂层可用于飞机发动机整流罩外壁等部件，其结冰后需要在高温工况下加热除冰，采用上述疏水涂层能够保证加热除冰后仍然具有良好的疏水性和防覆冰功能。上述疏水涂层还可以用于微波炉、烤箱等家用电器以及厨具，满足高温抗氧化、疏水易清洁的使用要求。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明实施例1的涂层的表面形貌图；
图2为本发明实施例1的涂层的断面形貌图；
图3为本发明实施例1的涂层的紫外-可见光透过曲线图；
图4为本发明实施例4的涂层的高温长时疏水性能数据图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
一方面，本发明提供了一种疏水涂层，采用聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物经涂覆、固化制备得到。
需要说明的是：本发明所涉及的聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物是采用公开的合成方法(申请号：201710813216.3)制备得到，具体为：向惰性气氛保护的反应容器中依次加入溶剂、全氢聚硅氮烷，搅拌均匀，逐滴加入聚硅氧烷，继续搅拌，控制反应时间和反应温度，直至反应完全，得到聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物。
与现有技术相比，本发明的疏水涂层采用聚硅氧烷/全氢聚硅氮烷杂化聚合物经涂覆、固化制备得到，该聚合物存在形成无机氧化硅的全氢聚硅氮烷结构以及提供低表面能特性的聚硅氧烷结构，因而使得所形成涂层具备良好的疏水性和附着力。在高温处理时，涂层表面疏水组分被氧化，与此同时，涂层内部疏水组分由于低表面张力的特点逐渐向表面迁移填补丢失的疏水组分，从而使涂层经高温长时间处理后仍具有疏水性。同时，该涂层的固化方式既可采用热固化、也可湿气固化以及光化学的方式，室温下即可完成，因而可用于聚合物等热敏性的基底，为该涂层更广范围的应用提供了可能。
通过测试可知，本发明提供的疏水涂层具有优异的高温长时疏水性，在马弗炉中400℃、175h甚至450℃、20h处理后，仍能保持疏水性；并且，上述疏水涂层还具有良好的透光性和耐磨性，致密透明，可见光透过率在90％以上，在磨料CS10、负载2N、摩擦转数为500转以上时仍能保持良好的疏水性。
上述疏水涂层尤其适用于航空航天、电子、电器等技术领域，示例性地，上述疏水涂层可用于飞机发动机整流罩外壁等部件，其结冰后需要在高温工况下加热除冰，采用上述疏水涂层能够保证加热除冰后仍然具有良好的疏水性和防覆冰功能。上述疏水涂层还可以用于微波炉、烤箱等家用电器以及厨具，满足高温抗氧化、疏水易清洁的使用要求。
具体来说，上述聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物可以为聚硅氧烷接枝于全氢聚硅氮烷的主链、侧链或/和末端所得到的杂化聚合物。
更为具体的来说，上述聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物可以为线性聚硅氧烷接枝于全氢聚硅氮烷的主链、侧链或/和末端所得到的杂化聚合物。
更为具体的来说，上述聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物可以为双官能或者单官能的线性聚硅氧烷接枝于全氢聚硅氮烷的主链、侧链或/和末端所得到的杂化聚合物。
示例性地，上述聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物中，全氢聚硅氮烷的结构如下：
Figure GDA0002655579700000081
其中，z在4～600之间，示例性地，z可以在10～70之间，为了进一步保证涂层溶液良好的浸润性及聚合物良好的溶解性，优选的，z可以在12～30之间。
对于聚硅氧烷的结构，其可以为含有烷基链结构的聚硅氧烷，以此来提高聚硅氧烷与聚硅氮烷之间的化学相容性，例如，碳官能基封端的聚硅氧烷，其中，碳官能基可以为醇羟基、酚羟基或羧基中的至少一种。优选的，为了增加线性聚硅氧烷与全氢聚硅氮烷的反应活性，1mol线性聚硅氧烷中活性官能团的数量不少于1mol，为了进一步提高反应活性，1mol线性聚硅氧烷中活性官能团的数量不少于2mol。
为了获得稳定和相对均一相体系，聚硅氧烷可以选择为羟烃基封端聚二甲基硅氧烷。那么，为了进一步稳定和均一相体系，聚硅氧烷可以为双端羟烃基封端聚二甲基硅氧烷，其结构如下：
Figure GDA0002655579700000082
其中，n在1～1300之间，m在3～34之间；m与n的比例决定了聚合物与全氢聚硅氮烷的相容性和低表面张力特征，m值越大其与全氢聚硅氮烷的相容性越好，但会带来所制备涂层疏水性下降，因此，m、n需控制在一定的范围内，优选的，m在3～20之间，n在25～500之间。
同时，聚硅氧烷也可为双端羟基聚醚改性聚硅氧烷，其结构如下：
Figure GDA0002655579700000091
其中，p为1～10的整数，q为1～50的整数，o为1～3000的整数，例如，o为3～500之间的整数。同样的，q、o的比例也决定着该线性聚硅氧烷与全氢聚硅氮烷的相容性，以及低表面张力的特征。同时该聚合物分子量过大，也会造成与全氢聚硅氮烷相容性变差。因此，优选的p为1～3的整数，q为1～10的整数，o为10～50的整数。
为了保证最终涂层能够具有合适的硬度，聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物中聚硅氧烷与全氢聚硅氮烷的摩尔比为0.001～50：100，优选为0.01～10：100，为了不影响最终涂层硬度，更优选的为0.01～1：100，示例性地，可以为0.025～0.5：100。
上述涂层的厚度可控，可以在0.001～50微米之间，为了进一步保证涂层的透明度，优选0.01～2微米之间。
另一方面，本发明还提供了一种疏水涂层溶液，其组成按质量百分比为：聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物1％～50％；溶剂50％～90％；催化剂0～5％；助剂：0～20％。
与现有技术相比，本发明提供的疏水涂层溶液的有益效果与上述疏水涂层的有益效果基本相同，在此不一一赘述。
为了进一步提高采用上述疏水涂层溶液所得的涂层效果，示例性地，上述疏水涂层溶液的组成按质量百分比为：聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物2～20％；溶剂50％～90％；催化剂0.05％～2％；助剂1％～5％。或者，上述疏水涂层溶液的组成按质量百分比也可以为：聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物16～25％；溶剂65％～85％；催化剂0.05％～2％；助剂3％～16％。
对于溶剂，具体来说，其可以选择为酯类溶剂(例如，乙酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸甲酯、乙酸苯酯)、苯类溶剂(例如，二甲苯、甲苯)、醚类溶剂(例如，正丁醚、乙醚、二丁醚)或甲烷类溶剂(例如，一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷)中的一种或至少两种任意比例混合。需要说明的是，当采用至少两种溶剂任意比例混合时，溶剂组分之间不可以发生反应，这是本领域的常识，在此不一一限定。
对于催化剂，其可以用于促进聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物固化，具体地，可以选择为胺类化合物(例如，乙二胺、二乙胺、三乙醇胺、二异丙胺、N、N-二甲基乙醇胺、三乙醇胺)或者金属催化剂(例如，氯铂酸配合物、Pt/C、醋酸钯、丙酸钯)。
对于助剂，主要用于改善溶液流变特性，该助剂可以选择为二氧化硅颗粒，为了不影响涂层的透明性，上述二氧化硅颗粒可以为气相法制备纳米级二氧化硅颗粒。
再一方面，本发明还提供了一种疏水涂层的制备方法，采用上述疏水涂层溶液，该制备方法包括涂层溶液配置、涂覆、固化三步，具体为：将聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物与溶剂、催化剂、助剂混合均匀，得到疏水涂层溶液；将疏水涂层溶液涂覆在基材表面，固化得到疏水涂层。
与现有技术相比，本发明提供的疏水涂层的制备方法操作简单、工艺灵活、反应条件温和，其有益效果与上述疏水涂层的有益效果基本相同，在此不一一赘述。
上述制备方法中，涂覆可以具体选择旋涂、喷涂、浸涂、淋涂或擦涂等涂覆方式。对于固化，可以具体选择紫外固化、加热固化、湿气固化等固化方式。在实际应用中，可以根据实际情况对涂覆和固化方式进行选择，在此不一一限定。
其中，选择旋涂方式进行涂覆，旋涂速率为500～2000r/min，旋涂时间为30～60s。
上述制备方法中，固化方式可采用加热固化，加热温度60℃～400℃，加热时间2h～10h，为实现完全固化，也可是上述温度范围内任两个或以上温度的组合，但为提高效率，总的固化时间不超过10h。
上述制备方法中，固化方式还可为室温潮气固化，具体而言，样品制备完毕后，放置于室温环境，进行固化。为达到涂层理想性能效果，室温潮气固化时间为24h以上。由于时间环境湿度有所差异，固化时间优选72h以上。
为了提高固化速度，实现室温固化，上述固化方式还可以为真空紫外固化方式，采用真空紫外固化方式，固化速度快、室温固化、可适用于热敏性基底，从而能够提高上述制备方法的适用性，缓和操作条件。
具体来说，真空紫外固化可以包括如下步骤：将涂覆有疏水涂层溶液的基材表面置于波长172nm～365nm的真空紫外线照射下进行固化，优选的，采用172nm的紫外光源，固化时间0.1～3h，氧气浓度0.1～10％，照射距离：0.2～20mm。
对于基材，其可以为金属、陶瓷、玻璃、高分子材料等。
下面通过具体实施例对本发明提供的疏水涂层、疏水涂层溶液以及水水涂层的制备方法做进一步说明。
下述实施例中所涉及的H2SiCl2(CAS号：4109-96-0)购自沁阳国顺硅源光电气体有限公司，氨气(CAS号：7664-41-7)购自河北大厂县永昌液氨化工有限公司，石油醚(CAS号：64742-49-0)、二氯甲烷(CAS号：75-09-2)均购自北京化学试剂厂，10-十一烯-1-醇(CAS号：112-43-6)和六甲基二硅氮烷(CAS号：999-97-3)购自百灵威科技有限公司，端氢硅油购自安徽艾约塔硅油有限公司，数均分子量约2500。
双端羟烃基PDMS由本实验室提供，以端氢硅油与10-十一烯-1-醇为原料，六甲基二硅氮烷为羟基保护剂，铂催化剂作用下，经硅氢加成和羟基脱保护反应得到，具体的合成方法参照Journal oforganometallic Chemistry,1989,366:53-56发表的内容。
PHPS的合成：采用1000mL三口玻璃烧瓶为反应容器，装配机械搅拌，转速400r/min，先用氮气置换反应瓶中的空气三次，使反应容器内为氮气气氛，加入溶剂石油醚500mL，使反应瓶内温度降为-30℃。加入H2SiCl2101 g(1mol)，搅拌20min后，开始通入原料氨气，通入速率为40mL/min，氨气常压状态下为0.77g/L，折合共通入68g(4mol)，通氨过程中保持体系温度为-30℃。通氨完毕后，继续搅拌反应8h。反应产物静止6h后，采用0.1微米滤膜过滤，滤液进一步在真空加热状态下浓缩，真空度为80Pa，加热温度40℃，浓缩至滤液质量不再变化为止，得到液体PHPS产物30g，数均分子量为980。
双羟烃基PDMS-PHPS的合成：将合成的PHPS用二氯甲烷溶剂稀释到10％。采用三口玻璃烧瓶为反应容器，先用氮气置换反应瓶中的空气三次，使反应容器内为氮气气氛。加入PHPS溶液，磁力搅拌下，逐滴加入双端羟烃基PDMS，控制双羟烃基PDMS-PHPS质量比为5％，继续搅拌反应5h，得到双端羟烃基PDMS-PHPS杂化聚合物溶液，再经减压蒸馏除去溶剂，得到PDMS-PHPS杂化聚合物。
下述实施例中，微观形貌采用型号为Hitach S-4800的扫描电镜进行观察，透明性测试采用型号为Lambda 35的紫外-可见光谱仪，接触角测试采用DSA100全自动接触角测量仪。
耐磨性能测试：采用Taber 5900往复磨耗仪，在CS10磨头下，往复摩擦试验后测定水接触角大小表征涂层的耐磨性能。
高温长时疏水性能测试：通过涂层在马弗炉中烘烤后冷却至室温获得的接触角数据进行表征。设置起始温度为30℃，升温速率为5℃/min，在目标温度下保温一段时间后，再以5℃/min速率降至室温。
实施例1
双羟烃基PDMS与PHPS摩尔比为0.025:100。将双端羟烃基PDMS-PHPS杂化聚合物1g与二丁醚5g、气相纳米二氧化硅颗粒0.2g混合均匀后，旋涂在玻璃片上，旋涂速率为2000r/min，旋涂时间为1min，然后再真空紫外固化，紫外固化采用172nm的光源，氧气含量5％，照射距离4mm，固化时间为30min，得到涂层。
通过测试可知，如图1至图3所示，涂层的表面和端面形貌均匀，涂层在可见光波长范围内透过率为91％；涂层在2N负载下、往复摩擦500次后，水接触角为93.6°；涂层在450℃热处理20h后水接触角为104.5°。
实施例2
双端羟烃基PDMS与PHPS摩尔比为0.05:100，将实施例2中的双端羟烃基PDMS-PHPS杂化聚合物1g与二甲苯4g、乙二胺0.1g、气相纳米二氧化硅颗粒1g混合均匀后，旋涂在玻璃片上，旋涂速率为2000r/min，旋涂时间为1min，然后再真空紫外固化，紫外固化采用172nm的光源，氧气含量5％，照射距离4mm，固化时间为30min。
通过测试可知，涂层在可见光波长范围内透过率为91％，涂层在1N负载下、往复摩擦800次后，水接触角为98.7°；涂层在400℃热处理50h后水接触角为110.2°。
实施例3
双端羟烃基PDMS与PHPS摩尔比为0.05:100，将双端羟烃基PDMS-PHPS杂化聚合物1g，二丁醚5g、N、N-二甲基乙醇胺0.03g混合均匀，喷涂在玻璃片上，然后再室温固化72h。
通过测试可知，涂层在可见光波长范围内透过率为90％，涂层在1N负载下、往复摩擦500次后，水接触角为99.4°；涂层在400℃热处理60h后水接触角为102.0°。
实施例4
双端羟烃基PDMS与PHPS摩尔比为0.1:100。将双端羟烃基PDMS-PHPS杂化聚合物1g、醋酸丁酯4g、醋酸钯0.003g、气相纳米二氧化硅颗粒0.2g混合均匀后，旋涂于玻璃上，旋涂速率为500r/min，旋涂时间为30s，然后再室温潮气固化120h。
通过测试可知，涂层在可见光波长范围内透过率为90％；涂层在1N负载下、往复摩擦1000次后，水接触角为96.9°；如图4所示，涂层在400℃热处理175h后水接触角为104.5°。
实施例5
双端羟烃基PDMS与PHPS摩尔比为0.5:100。将双端羟烃基PDMS-PHPS杂化聚合物1g、二丁醚3g、醋酸钯0.003g混合均匀后，淋涂到不锈钢片上，然后200℃固化2h。
通过测试可知，涂层在1N负载下、往复摩擦1000次后，水接触角为99.2°；涂层在400℃热处理70h后水接触角为93.9°。
实施例6
双端羟烃基PDMS与PHPS摩尔比为0.5:100。将双端羟烃基PDMS-PHPS杂化聚合物1g、二氯甲烷3g、醋酸钯0.003g混合均匀后，淋涂到不锈钢片上，然后200℃固化2h。
通过测试可知，涂层在1N负载下、往复摩擦1000次后，水接触角为100°；涂层在400℃热处理70h后水接触角为95°。
实施例7
双端羟烃基PDMS与PHPS摩尔比为0.5:100。将双端羟烃基PDMS-PHPS杂化聚合物1g、甲苯3g、三乙醇胺0.02g混合均匀后，淋涂到不锈钢片上，然后加热固化，固化方式为：60℃固化1h后200℃继续固化2h。
通过测试可知，涂层在1N负载下、往复摩擦1000次后，水接触角为95°；涂层在400℃热处理70h后水接触角为92°。
实施例8
双端羟烃基PDMS与PHPS摩尔比为0.5:100。将双端羟烃基PDMS-PHPS杂化聚合物1g、甲苯3g、氯铂酸配合物0.02g混合均匀后，淋涂到不锈钢片上，然后加热固化，固化方式为：60℃固化1h后200℃继续固化2h。
通过测试可知，涂层在1N负载下、往复摩擦1000次后，水接触角为105°；涂层在400℃热处理70h后水接触角为96°。
需要说明的是，采用双端羟烃基PDMS-PHPS杂化聚合物作为疏水涂层的制备原料仅为优选的实施例，其他与双端羟烃基PDMS-PHPS杂化聚合物的结构相似的聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物均能够达到与上述实施例相同或相近的效果，在此不一一列举。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种疏水涂层，其特征在于，所述疏水涂层的制备原料包括聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物；
所述全氢聚硅氮烷的结构如下：
Figure FDA0002655579690000011
z为4～600；
所述聚硅氧烷为双端羟烃基封端聚二甲基硅氧烷，结构如下：
Figure FDA0002655579690000012
n为1～1300的整数，m为3～34的整数；
或者，所述聚硅氧烷为双端羟基聚醚改性聚硅氧烷，结构如下：
Figure FDA0002655579690000013
p为1～10的整数，q为1～50的整数，o为1～3000的整数。
2.根据权利要求1所述的疏水涂层，其特征在于，所述聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物为聚硅氧烷接枝于全氢聚硅氮烷的主链、侧链或/和末端所得到的杂化聚合物。
3.根据权利要求1所述的疏水涂层，其特征在于，所述聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物中，聚硅氧烷与全氢聚硅氮烷的摩尔比为0.001～50：100。
4.根据权利要求1所述的疏水涂层，其特征在于，所述疏水涂层的厚度在0.001～50微米之间。
5.一种疏水涂层溶液，其特征在于，组成按质量百分比为：聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物1％～50％；溶剂50％～90％；催化剂0～5％；助剂：0～20％；
所述聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物为权利要求1至4任一项所述的聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物。
6.根据权利要求5所述的疏水涂层溶液，其特征在于，组成按质量百分比为：聚硅氧烷-全氢聚硅氮烷杂化聚合物2～20％；溶剂50％～90％；催化剂0.05％～2％；助剂1％～5％。
7.根据权利要求5或6所述的疏水涂层溶液，其特征在于，所述溶剂为酯类溶剂、苯类溶剂、醚类溶剂或甲烷类溶剂中的一种或至少两种任意比例混合。
8.根据权利要求7所述的疏水涂层溶液，其特征在于，所述溶剂为乙酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸甲酯、乙酸苯酯、二甲苯、甲苯、正丁醚、乙醚、二丁醚、一氯甲烷、二氯甲烷或三氯甲烷中的一种或至少两种任意比例混合。
9.根据权利要求5或6所述的疏水涂层溶液，其特征在于，所述催化剂为胺类化合物或者金属催化剂。
10.根据权利要求9所述的疏水涂层溶液，其特征在于，所述催化剂为乙二胺、二乙胺、三乙醇胺、二异丙胺、N、N-二甲基乙醇胺、三乙醇胺、氯铂酸配合物、Pt/C、醋酸钯或丙酸钯。
11.根据权利要求5或6所述的疏水涂层溶液，其特征在于，所述助剂为二氧化硅颗粒。
12.一种疏水涂层的制备方法，其特征在于，采用如权利要求5至11任一项所述疏水涂层溶液；
所述制备方法为将疏水涂层溶液涂覆在基材表面，固化得到疏水涂层。
13.根据权利要求12所述的疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述涂覆方式为旋涂、喷涂、浸涂、淋涂或擦涂。
14.根据权利要求13所述的疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述涂覆方式为旋涂，旋涂速率为500～2000r/min，旋涂时间为30～60s。
15.根据权利要求12所述的疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述固化方式为紫外固化、加热固化或湿气固化。
16.根据权利要求15所述的疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述固化方式为加热固化，加热温度60℃～400℃，加热时间2h～10h。
17.根据权利要求15所述的疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述固化方式为室温潮气固化，固化时间为24h以上。
18.根据权利要求15所述的疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述固化方式为真空紫外固化方式，所述真空紫外固化包括如下步骤：将涂覆有疏水涂层溶液的基材表面置于波长172nm～365nm的真空紫外线照射下进行固化，固化时间0.1～3h，氧气浓度0.1～10％，照射距离为0.2～20mm。
19.根据权利要求12至18任一项所述的疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述基材为金属、陶瓷、玻璃或高分子材料。
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