[发明专利]一种纳米SiO2

说明书

本发明公开了一种纳米SiO₂/改性环氧树脂超疏水涂层材料的制备方法，包括（1）首先分别利用硅烷偶联剂对环氧树脂和SiO₂纳米粒子改性获得氟化环氧树脂和氟化纳米SiO₂；（2）利用甲基丙烯酸十三氟辛酯接枝二乙烯三胺获得改性固化剂；（3）将改性环氧树脂、改性纳米粒子和改性固化剂按照一定比例混合，得到具有超疏水性能的涂层材料，其静态水接触角高达150.5°。本发明中所制备的改性纳米SiO₂/改性环氧树脂涂层材料具有良好的抗冰冻性、抗腐蚀性。通过三步法制备该涂层材料，操作简洁，反应迅速，效率十分高，适合工业化大规模生产。

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，涉及一种纳米SiO₂/改性环氧树脂超疏水涂层材料的制备方法。

背景技术

环氧树脂涂料是一种高强度、耐磨损、美观且应用领域十分广泛的涂料。它无污染，疏水性好，不需要底漆涂膜，力学性能和机械性能优异，并且稳定性良好，耐腐蚀，耐化学药品性，易存储。这种有机高分子材料可在苛刻的化学过程、车辆工程、风电叶片等领域发挥较大的应用价值(Genzer, J. & Efmenko, K. Recent developments insuperhydrophobic surfaces and their relevance to marinefouling: a review.Biofouling22, 339–360 (2006).)。

环氧树脂因其优异的化学性能、电气绝缘性能和耐腐蚀性能被广泛使用。环氧树脂涂料具有自清洁、防冰冻、疏水和节能流体运输等特性，因此被作为粘合剂、涂料、复合材料等。但同时显现这些特性是十分困难的。同时，它们在化学上是敏感的，尤其对强酸和强碱；机械性能也不尽人意。在制备高温固化环氧溶剂型涂料时环氧树脂也存在缺点，高温不可避免的使溶剂蒸发时产生了大量微孔，这极大的限制了环氧树脂涂料的用途，但通过添加纳米粒子就可以有效地改变这一现状(Yu Ma, Haihui Di .et al.Fabrication ofsilica-decorated graphene oxide nanohybrids and the properties of compositeepoxy coatings research.Applied Surface Science 360(2016)936-945.)。

超疏水材料是一种新型材料，它可以自行清洁需要干净的地方，还可以放在金属表面防治水的生锈。在自然界中，荷叶，蝉翼等都可以表现出疏水性，许多科学家也受此启发，发明了性能优异的超疏水材料，Maitra,T等人更是研究了超疏水性与抗冰冻性的关系(Maitra, T. et al.Superhydro- phobicity vs. ice adhesion: Te quandary ofrobust icephobic surface design. Adv. Mater. Inter. 2, 330–330 (2015).)。受其启发，本发明充分利用了环氧树脂涂料与纳米粒子的超疏水性和抗冰冻性，制备出了具有超疏水性和抗冰冻性的高分子复合材料，使本发明在低温下依然具有良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种新型纳米SiO₂/改性环氧树脂的功能性涂层材料的制备方法，以具有耐腐蚀性和优异粘结性的改性环氧树脂与具有疏水性和耐磨性的改性纳米SiO₂来提高被涂材料，如钢材表面、饮水系统、电机设备、船舶表面等的使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种纳米SiO₂/改性环氧树脂超疏水涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将环氧树脂加入偶联剂三甲氧基（1H,1H,2H,2H-十七氟癸基）硅烷和乙醇水溶液，超声分散均匀后，在60-65℃下冷凝回流5~7小时，将得到的产物用旋转蒸发仪旋干，离心分离得到改性环氧树脂；