1.有機(jī)聚硅氮烷/無機(jī)納米材料超疏水涂層的制備方法,其特征在于包括以下步驟:
(1)疏水性無機(jī)納米材料分散液的制備:將無機(jī)納米材料超聲分散在醇類溶劑中,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1~60wt%的無機(jī)納米材料分散液;將含氟硅烷偶聯(lián)劑和硅酸酯加入到無機(jī)納米材料分散液中,通過加入氨水調(diào)節(jié)其pH值至8~12;在20~80℃下反應(yīng)6~48小時,得到疏水性無機(jī)納米材料分散液;
所述含氟硅烷偶聯(lián)劑為十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、九氟己基三甲氧基硅烷、九氟己基三乙氧基硅烷、五氟苯基三乙氧基硅烷中的一種或多種;
(2)有機(jī)聚硅氮烷/無機(jī)納米材料層層組裝的超疏水涂層的制備:將有機(jī)聚硅氮烷溶解在非質(zhì)子溶劑中,得到1~40wt%有機(jī)聚硅氮烷溶液;通過沉積技術(shù),先在基材表面沉積有機(jī)聚硅氮烷,待溶劑揮發(fā)后,再沉積無機(jī)納米材料,兩次沉積組成一個循環(huán)沉積,重復(fù)循環(huán)沉積1~20次;最后,將所得表面涂層在25~250℃下熱固化0.5~48小時,得到有機(jī)聚硅氮烷/無機(jī)納米材料層層組裝的超疏水涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)聚硅氮烷/無機(jī)納米材料超疏水涂層的制備方法,其特征在于,所述的無機(jī)納米材料為SiO2納米粒子、TiO2納米粒子、Al2O3納米粒子、ZnO納米粒子、鋰藻土、蒙脫土、凹凸棒土、碳納米管和氧化石墨烯中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)聚硅氮烷/無機(jī)納米材料超疏水涂層的制備方法,其特征在于,所述硅酸酯為正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸異丙酯和正硅酸丁酯中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)聚硅氮烷/無機(jī)納米材料超疏水涂層的制備方法,其特征在于,步驟(2)所述使用的有機(jī)聚硅氮烷為含有結(jié)構(gòu)單元的高分子;其主鏈為Si-N鍵;結(jié)構(gòu)單元上的側(cè)基R1、R2、R3為有機(jī)基團(tuán)或氫原子,至少一個為有機(jī)基團(tuán);所述的有機(jī)基團(tuán)為含1~5個碳的直鏈或支鏈烷基、烯基、炔基或中的一種或多種;其中,R4和R5為含1~4個碳的直鏈烷基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)聚硅氮烷/無機(jī)納米材料超疏水涂層的制備方法,其特征在于,步驟(2)所述的基材為金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料和復(fù)合材料中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)聚硅氮烷/無機(jī)納米材料超疏水涂層的制備方法,其特征在于,步驟(2)所述的沉積技術(shù)為浸漬、旋涂、噴涂和刮涂中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)聚硅氮烷/無機(jī)納米材料超疏水涂層的制備方法,其特征在于,所述步驟(1)中使用的醇類溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、環(huán)己醇、乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)聚硅氮烷/無機(jī)納米材料超疏水涂層的制備方法,其特征在于,所述步驟(2)中使用的非質(zhì)子溶劑為丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、四氫呋喃、N,N‐二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、環(huán)己烷、二氧六環(huán)和正丁醚中的一種或兩種以上的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)聚硅氮烷/無機(jī)納米材料超疏水涂層的制備方法,其特征在于,步驟(1)中所述的含氟硅烷偶聯(lián)劑與無機(jī)納米材料的質(zhì)量比為1:1~1:20;含氟硅烷偶聯(lián)劑與硅酸酯的質(zhì)量比為1:0.1~1:10。
10.一種有機(jī)聚硅氮烷/無機(jī)納米材料超疏水涂層,其特征在于,其由權(quán)利要求1~9任一項所述的制備方法制得;超疏水涂層的表面具有微納米復(fù)合結(jié)構(gòu),其水滴接觸角為150~180°,滾動角小于10°。