一种具有温度-紫外光双重响应性的超润滑微胶囊基复合涂层及其制备方法

本发明属于化学材料领域，尤其涉及一种具有温度-紫外光双重响应性的超润滑微胶囊基复合涂层及其制备方法。

背景技术：

1、仿猪笼草结构的超润滑材料(slippery surface)是近几年来兴起的一类固液复合结构界面材料，通过将润滑剂灌注到纳米/微米结构的粗糙基底中，形成稳定且惰性的光滑表面。因其表现出优异的疏液、自修复、自清洁、防附着等功能，在减阻、防冰、防污、防腐等多个领域具有广泛的应用前景。

2、然而，涂层制备时所采用的润滑油多为碳化合物，例如：全氟聚醚、硅油、植物油等，其碳碳键、碳氢键等键能较低，在高温、强紫外照射条件下，润滑油很容易蒸发或降解，导致超润滑表面逐渐失效，从而严重缩短其使用寿命。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有温度-紫外光双重响应性的超润滑微胶囊基复合涂层及其制备方法，本发明提供的复合涂层能够在高温、强紫外光条件下长久地保持优异的润滑性能，克服了传统超润滑涂层在恶劣环境条件下容易失效的缺点。

2、本发明提供了一种具有温度-紫外光双重响应性的超润滑微胶囊基复合涂层，包括：微胶囊结构基底层，复合在所述微胶囊结构基底层上的疏水修饰层，和复合在所述疏水修饰层上的润滑油层；所述微胶囊结构基底层的成分包括温度响应性壳聚糖-pluronicf127包油微胶囊和紫外光响应性壳聚糖-香豆素包油微胶囊。

3、优选的，所述温度响应性壳聚糖-pluronic f127包油微胶囊由包含壳聚糖、表面活性剂、水、润滑油、pluronic f127-二羟基琥珀酰亚胺酯和挥发性有机溶剂的混合物溶液经过乳化、搅拌反应、除挥发性有机溶剂、透析和冻干后制成。

4、优选的，所述壳聚糖、pluronic f127-二羟基琥珀酰亚胺酯和润滑油的用量比为(150～200)mg:(150～200)mg:(0.5～1)ml。

5、优选的，所述紫外光响应性壳聚糖-香豆素包油微胶囊由包含壳聚糖、表面活性剂、水、润滑油、(7-二乙基氨基香豆素-4-甲基)琥珀酰亚胺酯和挥发性有机溶剂的混合物溶液经过乳化、搅拌反应、除挥发性有机溶剂、透析和冻干后制成。

6、优选的，所述壳聚糖、(7-二乙基氨基香豆素-4-甲基)琥珀酰亚胺酯和润滑油的用量比为(150～200)mg:(150～200)mg:(0.5～1)ml。

7、优选的，所述温度响应性壳聚糖-pluronic f127包油微胶囊和紫外光响应性壳聚糖-香豆素包油微胶囊的质量比为1:(0.5～2)。

8、优选的，所述温度响应性壳聚糖-pluronic f127包油微胶囊和紫外光响应性壳聚糖-香豆素包油微胶囊中包裹的润滑油为二甲基硅油、全氟聚醚krytox油、棕榈油、橄榄油、杏仁油和菜籽油中的一种或多种。

9、优选的，所述疏水修饰层的成分包括十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、1h,1h,2h,2h-全氟辛基三甲氧基硅烷和1h,1h,2h,2h-全氟癸基三氯硅烷中的一种或多种。

10、优选的，所述润滑油层中的润滑油为二甲基硅油、全氟聚醚krytox油、棕榈油、橄榄油、杏仁油和菜籽油中的一种或多种。

11、本发明提供了一种上述技术方案所述的具有温度-紫外光双重响应性的超润滑微胶囊基复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

12、a)将含有温度响应性壳聚糖-pluronic f127包油微胶囊和紫外光响应性壳聚糖-香豆素包油微胶囊的悬浮液涂覆在基材表面，干燥，形成微胶囊结构基底层；

13、b)将经过步骤a)处理的基材浸入到疏水修饰溶液中，取出干燥，形成疏水修饰层；

14、c)在所述疏水修饰层表面涂覆润滑油，形成润滑油层，得到具有温度-紫外光双重响应性的超润滑微胶囊基复合涂层。

15、与现有技术相比，本发明提供了一种具有温度-紫外光双重响应性的超润滑微胶囊基复合涂层及其制备方法。本发明提供的复合涂层包括：微胶囊结构基底层，复合在所述微胶囊结构基底层上的疏水修饰层，和复合在所述疏水修饰层上的润滑油层；所述微胶囊结构基底层的成分包括温度响应性壳聚糖-pluronic f127包油微胶囊和紫外光响应性壳聚糖-香豆素包油微胶囊。本发明利用具有温度和紫外光响应性的两种包油微胶囊来构筑粗糙结构的基底，并对微胶囊形成的基底进行疏水修饰，最后将润滑油灌注到基底上，获得了一种具有温度-紫外光双重响应性的超润滑涂层。在本发明中，基底层中的温度响应性包油微胶囊为壳聚糖-pluronic f127包油微胶囊，其在温度升高时可通过溶胶-凝胶相转变的方式，迅速缩小尺寸，释放润滑油来补充表面损失的油层；基底层中的紫外光响应性包油微胶囊为壳聚糖-香豆素包油微胶囊，其可利用香豆素在紫外光照射下的裂解特性，使润滑油从破裂的光响应性微胶囊中快速释放。本发明提供的涂层能够随温度、紫外光照射变化可控释放润滑油，从而保持涂层表面的长久润滑性，进而使涂层在高温、强紫外光照条件下更为耐用，极大地拓宽了涂层的应用前景。

技术特征：

1.一种具有温度-紫外光双重响应性的超润滑微胶囊基复合涂层，其特征在于，包括：微胶囊结构基底层，复合在所述微胶囊结构基底层上的疏水修饰层，和复合在所述疏水修饰层上的润滑油层；所述微胶囊结构基底层的成分包括温度响应性壳聚糖-pluronic f127包油微胶囊和紫外光响应性壳聚糖-香豆素包油微胶囊。

2.根据权利要求1所述的超润滑微胶囊基复合涂层，其特征在于，所述温度响应性壳聚糖-pluronic f127包油微胶囊由包含壳聚糖、表面活性剂、水、润滑油、pluronic f127-二羟基琥珀酰亚胺酯和挥发性有机溶剂的混合物溶液经过乳化、搅拌反应、除挥发性有机溶剂、透析和冻干后制成。

3.根据权利要求2所述的超润滑微胶囊基复合涂层，其特征在于，所述壳聚糖、pluronic f127-二羟基琥珀酰亚胺酯和润滑油的用量比为(150～200)mg:(150～200)mg:(0.5～1)ml。

4.根据权利要求1所述的超润滑微胶囊基复合涂层，其特征在于，所述紫外光响应性壳聚糖-香豆素包油微胶囊由包含壳聚糖、表面活性剂、水、润滑油、(7-二乙基氨基香豆素-4-甲基)琥珀酰亚胺酯和挥发性有机溶剂的混合物溶液经过乳化、搅拌反应、除挥发性有机溶剂、透析和冻干后制成。

5.根据权利要求4所述的超润滑微胶囊基复合涂层，其特征在于，所述壳聚糖、(7-二乙基氨基香豆素-4-甲基)琥珀酰亚胺酯和润滑油的用量比为(150～200)mg:(150～200)mg:(0.5～1)ml。

6.根据权利要求1所述的超润滑微胶囊基复合涂层，其特征在于，所述温度响应性壳聚糖-pluronic f127包油微胶囊和紫外光响应性壳聚糖-香豆素包油微胶囊的质量比为1:(0.5～2)。

7.根据权利要求1所述的超润滑微胶囊基复合涂层，其特征在于，所述温度响应性壳聚糖-pluronic f127包油微胶囊和紫外光响应性壳聚糖-香豆素包油微胶囊中包裹的润滑油为二甲基硅油、全氟聚醚krytox油、棕榈油、橄榄油、杏仁油和菜籽油中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的超润滑微胶囊基复合涂层，其特征在于，所述疏水修饰层的成分包括十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、1h,1h,2h,2h-全氟辛基三甲氧基硅烷和1h,1h,2h,2h-全氟癸基三氯硅烷中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的超润滑微胶囊基复合涂层，其特征在于，所述润滑油层中的润滑油为二甲基硅油、全氟聚醚krytox油、棕榈油、橄榄油、杏仁油和菜籽油中的一种或多种。

10.一种权利要求1～9任一项所述的具有温度-紫外光双重响应性的超润滑微胶囊基复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明属于化学材料领域，尤其涉及一种具有温度‑紫外光双重响应性的超润滑微胶囊基复合涂层及其制备方法。本发明提供的复合涂层包括：微胶囊结构基底层，复合在所述微胶囊结构基底层上的疏水修饰层，和复合在所述疏水修饰层上的润滑油层；所述微胶囊结构基底层的成分包括温度响应性壳聚糖‑Pluronic F127包油微胶囊和紫外光响应性壳聚糖‑香豆素包油微胶囊。本发明提供的涂层能够随温度、紫外光照射变化可控释放润滑油，从而保持涂层表面的长久润滑性，进而使涂层在高温、强紫外光照条件下更为耐用，极大地拓宽了涂层的应用前景。技术研发人员：赵跃华,王大鹏受保护的技术使用者：中国科学院长春应用化学研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/11