本发明属于疏水材料，具体涉及一种具有仿生结构的超疏水涂层的制备方法。
背景技术：
1、超疏水涂料通过表面的微纳结构和低表面能基团，展现出卓越的防水、防潮和防污性能，被广泛应用于建筑、汽车、船舶及航空航天等领域。超疏水涂料能够有效保护基体材料不受水分侵蚀和污染，减少基材表面灰尘和污渍的积聚，从而显著延长基材的使用寿命，赋予基材自清洁功能。但由于涂料通过表面的低表面能基团实现超疏水，其分散剂大多数为非极性的油性物质，容易对于环境造成污染。与此同时，一些超疏水涂层在接触酸碱性介质时，表面容易受到损伤或污染，从而导致疏水性减弱；另外，低表面能基团与基材的结合力较弱，容易从基材表面脱落，也是影响超疏水涂料稳定性的重要因素。
2、近年来，水性超疏水涂料逐渐成为研究热点。目前有以透明水溶性聚乙烯醇(pva)、纯丙乳液和乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液为成膜物，通过参杂r812s型气相二氧化硅制备水性超疏水涂料，再通过浸渍-提拉法在玻璃片上获得超疏水涂层；还有用聚丙烯酸(paa)和原硅酸四乙酯(teos)制备核壳结构的二氧化硅纳米溶胶，并采用提拉法镀膜法，制备了疏水性二氧化硅增透薄膜；以及以水性uv漆产品(wuv)为主要原料，以氧化锌(zno)为添加剂、硬脂酸为表面改性剂，获得超疏水表面；或者采用微胶囊均匀分布的方法，制备了水性多重保护性织物外套，这些织物涂层表现出高超疏水性、防紫外线、隔热性以及涂层的自修复性，研究提出的织物涂层具有广泛的应用，涵盖特种防护面料、高空服装以及自清洁材料；或者采用对环境无害的水性丙烯酸树脂和硬脂酸为材料，构建了一种复合疏水涂层；或者以聚乙二醇-6000(peg)为成膜物，获得了光滑致密的疏水涂层。由此可见，水性超疏水材料在当前已经取得了显著的研究进展，并在多个领域展现出较好的应用前景。但水性超疏水材料也存在较多缺陷，比如：干燥性低、耐磨性不够好、超疏水性能不持久等。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有仿生结构的超疏水涂层的制备方法。本发明制备的超疏水涂层能够提升涂层对基材表面的附着力，通过涂料组分优化和涂层构建使涂层表面达到超疏水，通过涂料填料实现涂层表面“分泌油脂”，延长涂层使用寿命，并且能够实现超疏水涂层的绿色环保。
2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
3、本发明提供一种具有仿生结构的超疏水涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
4、将硅烷偶联剂kh-550的乙醇溶液均匀喷洒在基材表面，确保基材表面被硅烷偶联剂kh-550的乙醇溶液充分浸润；待基材表面干燥后，将环保疏水涂料均匀喷涂于基材表面形成涂层；待涂层表面干燥后，喷涂十三氟辛基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，干燥后得到所述具有仿生结构的超疏水涂层。
5、优选的，所述环保疏水涂料的制备方法具体包括以下步骤：
6、将环氧树脂溶于无水乙醇形成溶液，加入乙二胺，搅拌均匀后得到涂料的成膜液；在成膜液中加入聚四氟乙烯微粉和负载石蜡的疏水介孔二氧化硅纳米颗粒分散液，充分搅拌均匀，即得环保疏水涂料。
7、优选的，所述负载石蜡的疏水介孔二氧化硅纳米颗粒分散液的制备方法具体包括以下步骤：
8、将介孔二氧化硅纳米颗粒加入到液体石蜡中搅拌、离心和沉淀后得到负载石蜡的介孔二氧化硅纳米颗粒；将负载石蜡的介孔二氧化硅纳米颗粒分散于无水乙醇中形成分散液，将十三氟辛基三乙氧基硅烷的乙醇溶液滴入分散液，搅拌反应后离心除去上层溶液，再加入无水乙醇，得到负载石蜡的疏水介孔二氧化硅纳米颗粒分散液。
9、优选的，所述介孔二氧化硅纳米颗粒和液体石蜡的用量比为(2～3)g：(60～80)ml。
10、优选的，所述十三氟辛基三乙氧基硅烷和无水乙醇的用量比为(2～3)g：(80～100)ml。
11、优选的，所述介孔二氧化硅纳米颗粒的制备方法具体包括以下步骤：
12、将十六烷基三甲基溴化铵溶于水，再加入三乙醇胺，搅拌后形成溶液；将正硅酸乙酯溶于环乙烷中，并加入到溶液中，搅拌后得到反应液；静置后将反应液中的下层水溶液取出并冷冻干燥和烧结后得到介孔二氧化硅纳米颗粒。
13、优选的，所述十六烷基三甲基溴化铵、三乙醇胺和水的用量比为(10～15)g：(0.3～0.5)g：(100～150)ml。
14、优选的，所述正硅酸乙酯和环乙烷体积比为(10～15)：(30～35)。
15、优选的，所述搅拌条件为：在60～80℃和100～200r/min的条件下搅拌3～4h。
16、优选的，所述烧结条件为：在400～500℃下烧结8～12h。
17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
18、本发明采用硅烷偶联剂kh-550的乙醇溶液处理基材表面，硅烷偶联剂kh-550能够在基材表面形成一层牢固的网状结构膜，而硅烷偶联剂kh-550中的活性胺基(-nh2)能够与涂层成膜物(环氧树脂)形成稳定的共价键，从而提高了涂层的附着力和抗水蚀稳定性；环保疏水涂料在基材表面形成超疏水涂层后，可以持续“分泌油脂”，从而对超疏水涂层形成保护作用，增强涂层的疏水稳定性；在涂层表面干燥后，喷涂十三氟辛基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，进一步增强了涂层的超疏水性能；十三氟辛基三乙氧基硅烷具有低表面自由能，能够赋予涂层表面优异的憎水/油特性，使得涂层表面具有极高的液滴接触角和低滚动角，液滴容易从表面滚落，从而实现自清洁和抗液体黏附的效果。
1.一种具有仿生结构的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种具有仿生结构的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述环保疏水涂料的制备方法具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种具有仿生结构的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述负载石蜡的疏水介孔二氧化硅纳米颗粒分散液的制备方法具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种具有仿生结构的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述介孔二氧化硅纳米颗粒和液体石蜡的用量比为(2～3)g：(60～80)ml。
5.根据权利要求3所述的一种具有仿生结构的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述十三氟辛基三乙氧基硅烷和无水乙醇的用量比为(2～3)g：(80～100)ml。
6.根据权利要求3所述的一种具有仿生结构的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述介孔二氧化硅纳米颗粒的制备方法具体包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种具有仿生结构的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述十六烷基三甲基溴化铵、三乙醇胺和水的用量比为(10～15)g：(0.3～0.5)g：(100～150)ml。
8.根据权利要求6所述的一种具有仿生结构的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述正硅酸乙酯和环乙烷体积比为(10～15)：(30～35)。
9.根据权利要求6所述的一种具有仿生结构的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述搅拌条件为：在60～80℃和100～200r/min的条件下搅拌3～4h。
10.根据权利要求1所述的一种具有仿生结构的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述烧结条件为：在400～500℃下烧结8～12h。
