[发明专利]一种金属表面无氟超疏水涂层及其制备方法

说明书

本申请公开了一种金属表面无氟超疏水涂层及其制备方法，其涂层包括粘附层底漆A和表面疏水层B：首先在金属表面喷涂上粘附层底漆A原料，固化后得到粘附层底漆A；再将表面疏水层B原料喷涂于粘附层底漆A表面，自然干燥后获得表面疏水层B。所述的粘附层底漆A原料包括0.1‑0.3g/mL甲基丙烯酸甲酯MMA、0.03‑0.07g/mL乙酸丁酯BA、0.02‑0.03g/mL丙烯酸AA和乙醇溶剂；表面疏水层B原料包括0.05‑0.07g/mL改性氧化硅SiO₂、0.03‑0.07g/mL十六烷基三甲氧基硅烷HDTMS以及丙酮溶剂。本发明操作方便，制备过程安全，无氟污染，适合广泛推广于海洋环境下的金属工程构件。

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，涉及一种金属表面无氟超疏水涂层及其制备方法。

背景技术

抽水蓄能机组过流表面存在结构、腐蚀等问题，严重影响其工作效率、稳定性和使用寿命，亟需开发过流表面高效阻垢、防腐工艺和措施。通过构筑疏水表面，可以实现对材料表面润湿性的调控，显著提升材料的阻垢、防腐以及抗结冰性能，还可以减小流体在材料表面的摩擦阻力，近年来受到越来越多的关注。

材料的疏水性常用水滴接触角来衡量：当接触角大于90°时，称之为疏水；当接触角大于150°，称之为超疏水。超疏水表面的构筑通常包括两部分：一是在微纳尺度构建粗糙的表面；二是采用低表面能的物质对微纳粗糙结构进行修饰。其中，微纳粗糙结构的构建方法主要有物理刻蚀、化学腐蚀、阳极氧化、水热、自组装、沉积和喷涂等方法；常用的低表面能物质主要是含氟的烃类和硅烷偶联剂类物质。

上述超疏水表面的构筑通常将微纳粗糙结构的构建和低表面能物质修饰两个步骤分开，增加了工艺流程。此外，添加含氟物质虽然可以提供低表面能以提高材料的超疏水性能，但氟的存在不仅污染环境而且会提高成本。

中国专利107812678A公开了一种在金属表面制备无氟超疏水涂层的方法，利用激光在金属表面制备线型阵列微观结构，并将PDMS液体与固化剂混合固化，经退火处理可得到绿色无氟的超疏水涂层。但是，上述方法制备步骤较复杂，需要提前在金属表面制备激光线型阵列微观结构，且涂层的制备需高温退火，因此其适用范围和环境友好方面存有部分不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种金属表面无氟超疏水涂层及其制备方法，可以一步实现金属表面微纳结构的构建和低表面能物质的修饰，在室温下即可实现涂层制备，操作安全简单、无氟环保、适合大面积生产推广。

本发明采用以下技术方案。

本发明的一种金属表面无氟超疏水涂层，其特征在于，包括粘附层底漆A和表面疏水层B：首先在金属表面喷涂上粘附层底漆A原料，固化后得到粘附层底漆A；再将表面疏水层B原料喷涂于粘附层底漆A表面，自然干燥后获得表面疏水层B；

所述的粘附层底漆A原料包括0.1-0.3g/mL甲基丙烯酸甲酯MMA、0.03-0.07g/mL乙酸丁酯BA、0.02-0.03g/mL丙烯酸AA和乙醇溶剂；表面疏水层B原料包括0.05-0.07g/mL改性氧化硅SiO₂、0.03-0.07g/mL十六烷基三甲氧基硅烷HDTMS以及丙酮溶剂。

进一步的，所述的粘附层底漆A原料包括0.2g/mL甲基丙烯酸甲酯MMA、0.05g/mL乙酸丁酯BA、0.025g/mL丙烯酸AA和乙醇溶剂；表面疏水层B原料包括0.0625g/mL改性氧化硅SiO₂、0.05g/mL十六烷基三甲氧基硅烷HDTMS和丙酮溶剂。