[发明专利]高耐磨超疏水涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及超疏水涂层领域，尤其涉及一种高耐磨超疏水涂层及其制备方法。

背景技术

超疏水表面是指与水的接触角大于150°，滚动角小于10°的表面。超疏水表面在自然界中早已存在，许多植物表面就具有超疏水表面和自清洁效果，典型代表就是荷叶效应。大量的研究表明，荷叶表面具有凹凸不平的粗糙微观结构，使其具有超疏水性能。目前，制备超疏水表面主要有两种途径：一种是在具有低表面能的疏水性材料表面构造粗糙结构，具有低表面能用来制备超疏水的材料包括改性硅树脂、聚烯烃、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚酯、不含氟的丙烯酸酯、熔融石蜡以及一些无机物；另一种是在具有一定粗糙度的表面上修饰低表面能的物质，主要使用的是含氟化合物。超疏水材料在自清洁、油水分离、防污、设备保护等领域具有重要的应用前景。但是目前超疏水涂层与基体的粘结强度低，耐磨性差，影响超疏水材料的寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种高耐磨超疏水涂层及其制备方法，该涂层具有超疏水性能的同时，与基体的粘结强度高，耐磨性强。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高耐磨超疏水涂层，包括以下重量份数的原料：

优选地，所述改性萜烯树脂为有机硅改性萜烯树脂。

优选地，所述有机硅为三氯硅氢或二氯甲基硅烷。

优选地，所述石棉为温石棉、蓝石棉或青石棉。

优选地，所述氟硅烷为全氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟三甲氧基乙氧基硅烷、五氟苯基二甲基氯硅烷和十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷。

优选地，所述氟硅烷改性的二氧化硅、所述石绵、所述海泡石的粒径均选自50～100nm。

本发明还提供了上述一种高耐磨超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：

a)将改性萜烯树脂、聚二甲基硅氧烷、二乙烯基苯、二月桂酸二丁基锡加入到有机溶剂中搅拌均匀后，分成第一混合物和第二混合物备用；

b)向步骤a)得到的第一混合物中加入氟硅烷改性的二氧化硅、石棉、羧甲基纤维素钠和海泡石，搅拌均匀后，得到第三混合物备用；

c)将步骤a)得到的第二混合物涂覆在基体上，并放在50～60℃的烘箱中固化1～2h，得到第一涂层；

d)在步骤c)得到的第一涂层表面涂覆步骤b)得到的第三混合物，并在80～100℃下固化8～10h，得到高耐磨超疏水涂层。

优选地，所述基体为玻璃、布料、塑料、金属或橡胶。

优选地，所述第一混合物与所述第二混合物的质量比为(0.3～0.4)：(0.6～0.9)。

优选地，所述有机溶剂为四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯或乙酸丁酯。

本发明提供的一种高耐磨超疏水涂层及其制备方法，该涂层中包括30～50重量份数的改性萜烯树脂、10～20重量份数的聚二甲基硅氧烷、0.2～0.3重量份数的二乙烯基苯、0.3～0.4重量份数的二月桂酸二丁基锡、5～8重量份数的氟硅烷改性的二氧化硅、8～12重量份数的石绵、3～6重量份数的羧甲基纤维素钠和2～5重量份数的海泡石。本发明中改性萜烯树脂与聚二甲基硅氧烷能够提高超疏水涂层与基体之间的附着力和耐磨性；氟硅烷改性的二氧化硅、石棉、海泡石能够提高涂层的粗糙度，进而提高涂层的疏水性能；采用上述原料制得的超疏水涂层在保持高的超疏水性能的同时，耐磨性高，大大延长了涂层的使用寿命。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。

本发明提供了一种高耐磨超疏水涂层，包括以下重量份数的原料：

上述技术方案中，改性萜烯树脂与聚二甲基硅氧烷能够提高超疏水涂层与基体之间的附着力和耐磨性；氟硅烷改性的二氧化硅、石棉、海泡石能够提高涂层的粗糙度，进而提高涂层的疏水性能；采用上述原料制得的超疏水涂层在保持高的超疏水性能的同时，耐磨性高，大大延长了涂层的使用寿命。

在本发明的实施例中，改性萜烯树脂为有机硅改性萜烯树脂；在其他实施例中，有机硅为三氯硅氢或二氯甲基硅烷；上述改性萜烯树脂一方面能够提高与基体的附着力，涂层的疏水性，另一方面还能够包裹氟硅烷改性的二氧化硅、石绵、海泡石，提高涂层的耐磨性。