[发明专利]一种超疏水涂层及其制备方法

说明书

本发明属于涂料产品技术领域，具体涉及一种超疏水涂层及其制备方法，所述涂层由底漆、面漆、疏水层依次涂覆形成，所述面漆为丙烯酸面漆，所述疏水层由改性纳米氧化锌、改性纳米镍颗粒、改性二氧化硅按照质量比(1‑4)：(0.5‑1)：(2‑3)混合形成的悬浮液喷涂而成。本发明制备的涂层主要针对涂层表面抗海洋微生物污染，耐磨性及超疏水性能好。

技术领域

本发明属于涂料产品技术领域，具体涉及一种超疏水涂层及其制备方法。

背景技术

表面润湿性是固体表面一个重要特性，用固体表面与液体的接触角来衡量表面润湿性，一般与水的接触角大于150°，滚动角小于10°的表面称之为超疏水表面。超疏水表面在自然界中很常见，在我们熟悉的生活中，荷叶的“出淤泥而不染”就是一种超疏水表面，此外还有水黾，蜻蜓的翅膀等也都具有相同的特性，是由于表面具有许多的微纳结构。将超疏水表面应用在轮船的外壳可以降低水的阻力，还可以达到防污、防腐的功效。所以超疏水表面因其独特的结构特征和自清洁性能在国防、工农业生产和日常生活中有着广泛的应用前景。

将超疏水应用于海洋生物吸附的研究少见报道，仅有少量低表面能仿生结构表面防生物附着的研究，并且在研究超疏水表面的制备方法上有相分离法、模板法、电纺法、溶胶-凝胶法、离子刻蚀法等，虽然多种多样，但大部分都仅仅用于实验室的制备，有些存在仪器昂贵、成本高，不适用于大面积的制备，还有制备出来的超疏水表面有许多物质，在应用于海洋防污中，会释放有毒物质，对海洋环境和人类健康造成了不良的影响。

纳米氧化锌具有较好的生物相容性和杀菌性能，另外考虑到丙烯酸树脂的各项性能优异，与基底的结合力强，适合涂层的制备。因此本研究将纳米氧化锌和丙烯酸树脂这两种材料复合，通过简单的喷涂法制备纳米氧化锌丙烯酸树脂超疏水材料，希望得到更加高效的抗生物粘附材料。

发明内容

本发明主要提供了一种超疏水涂层及其制备方法，主要针对涂层表面抗海洋微生物污染，耐磨性及超疏水性能好。其技术方案如下：

一种超疏水涂层，所述涂层由底漆、面漆、疏水层依次涂覆形成，所述面漆为丙烯酸面漆，所述疏水层由改性纳米氧化锌、改性纳米镍颗粒、改性二氧化硅按照质量比(1-4)：(0.5-1)：(2-3)混合形成的悬浮液喷涂而成。

优选的，所述改性氧化锌为将纳米氧化锌颗粒经硅烷偶联剂改性而成，改性纳米氧化锌的平均粒径为10-50nm。

优选的，纳米氧化锌颗粒与硅烷偶联剂的摩尔比为3-5:1。

优选的，所述硅烷偶联剂为十六烷基三甲氧基硅烷。

优选的，所述改性纳米镍颗粒为将纳米镍氧化物颗粒加入到十七氟癸基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中静置得到，改性纳米镍颗粒的平均粒径为50-100nm。

优选的，所述改性二氧化硅平均粒径为30-60nm，其表面接枝有二嵌段聚合物。

优选的，所述底漆由铁红氟碳底漆与稀释剂混合喷涂形成。

优选的，所述疏水层的制备方法为：包括以下步骤：

(1)将纳米氧化锌颗粒与硅烷偶联剂按照摩尔比3-5:1的比例混合，制成改性纳米氧化锌颗粒；

(2)将纳米镍氧化物颗粒加入到十七氟癸基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中静置得到改性纳米镍颗粒；

(3)将改性纳米氧化锌颗粒、改性纳米镍颗粒、改性二氧化硅按照质量比(1-4)：(0.5-1)：(2-3)与丙酮和水混合搅拌形成的悬浮液；

(4)将悬浮液喷涂于面漆上即形成疏水层。

一种上述超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)基底的打磨与清洗：将基底打磨，清洗去除表面杂质；