[发明专利]一种自修复紫外光固化聚环氧丙烯酸酯树脂-白炭黑多功能超疏水复合涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种自修复紫外光固化聚环氧丙烯酸酯树脂‑白炭黑多功能超疏水复合涂层及其制备方法。按重量份数计，该涂层由35‑65份环氧丙烯酸酯树脂、10‑25份活性稀释剂、10‑40份硅烷偶联剂、0‑15份白炭黑、0.1‑0.5份光固化剂、0.5‑1.5份交联剂制备而成。本发明的制备工艺简单，成本低廉，环境友好，所得涂层易于涂膜，附着力强，收缩率低，耐腐蚀，适用性广。超疏水涂层经等离子体破坏后，可以通过热处理，快速恢复超疏水性能，展现出良好的自修复能力，并且能够实现多次自修复，有效延长使用期限；而且自清洁性能好，被油污污染后能够保持自清洁性能，且涂层强度高，用砂纸打磨后，能够保持良好的超疏水性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料、涂料和材料保护领域，具体涉及一种自修复紫外光固化聚环氧丙烯酸酯树脂-白炭黑多功能超疏水复合涂层及其制备方法。

背景技术

超疏水表面具有优异的防水和自清洁能力，引起了科学技术界的广泛关注。通常称对水接触角大于150°、滚动角小于10°的表面为超疏水表面。人们发现超疏水表面在自洁、防腐、抗菌、抗冰、液体输送、油水分离等领域具有巨大的应用前景。在自然界中，荷叶拥有最具代表性的超疏水表面，因其表面存在着微纳米双重粗糙乳突结构和疏水性蜡状物，在两者的协同作用下，荷叶表面对水滴展现出高的接触角和低的滚动角。科研人员尝试模仿构建类似荷叶的超疏水表面，将微纳米双重粗糙结构与疏水性物质相结合，制造出众多仿生超疏水材料。然而，上述人工超疏水材料普遍存在机械稳定性差、制备方法复杂、原材料价格昂贵、低表面能液体易粘附和基底材料依赖性强等问题，在实际应用过程中，易于被破坏、被老化和被各种环境因素影响而失去其超疏水性能，极大地减少了超疏水材料的使用价值。所以，研究制备一种拥有自修复能力的超疏水材料，在其失去超疏水性能后，能够通过简单的处理，快速恢复超疏水性能，延长其使用期限对制备高性能超疏水材料具有重大的理论和实践意义。

本发明针对目前超疏水涂层普遍存在的机械强度低、不耐用等缺点，所制备的超疏水涂层经等离子体破坏后，在失去超疏水性能的情况下，能够通过简单的热处理，使涂层快速恢复其超疏水性能，拥有良好的多次修复能力，有效地延长其使用期限；所制备的超疏水涂层经过多次的砂纸打磨后，依然保持其超疏水性能，具有较高的机械强度，耐用性强；超疏水涂层在被油脂污染的情况下，能够很好地保持其自清洁性能。本发明所制备的超疏水涂层是一种兼顾自修复、自清洁、高强度的多功能超疏水复合涂层。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼顾自修复、自清洁、高强度的紫外光固化聚环氧丙烯酸酯树脂-白炭黑多功能超疏水复合涂层。

本发明的另一目的是提供一种兼顾自修复、自清洁、高强度的紫外光固化聚环氧丙烯酸酯树脂-白炭黑多功能超疏水复合涂层的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种自修复紫外光固化聚环氧丙烯酸酯树脂-白炭黑多功能超疏水复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)将环氧丙烯酸酯树脂、活性稀释剂与硅烷偶联剂搅拌混合均匀后加入交联剂和光固化剂，搅拌后得到混合物a；

(2)将白炭黑加入混合物a中，然后超声分散均匀，即得涂料混合物b；

(3)将干净的基材浸入涂料混合物b中提拉成膜，或将涂料混合物b均匀涂布在基材表面，然后放入紫外光强度为50-100mW/cm2的固化箱内固化30-100s，并在60-120℃保温缩合4-10h，即得紫外光固化聚环氧丙烯酸酯树脂-白炭黑超疏水涂层。

优选的，按重量份数计，环氧丙烯酸酯树脂35-65份、活性稀释剂10-25份、硅烷偶联剂10-40份、白炭黑0-15份、光固化剂0.1-0.5份和交联剂0.5-1.5份。

优选的，步骤(1)所述搅拌混合均匀的时间为10-30min；所述搅拌的温度为20-50℃，时间为30-60min。