[发明专利]一种具有耐磨性的超疏水涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种具有耐磨性的超疏水涂层，其特征在于，涂层具有由纳米二氧化硅和多壁碳纳米管组成的杂化体颗粒以及与树脂基体组成的复合结构，纳米二氧化硅-多壁碳纳米管杂化体的质量占树脂质量的20%~30%，纳米二氧化硅颗粒的尺寸为20nm~200nm，多壁碳纳米管直径为10nm~50nm；

所述涂层的制备方法包括如下步骤：

（1）制备纳米二氧化硅-多壁碳纳米管杂化体颗粒，在多壁碳纳米管表面修饰氨基，在纳米二氧化硅表面修饰环氧基；将表面带有氨基的多壁碳纳米管和表面带有环氧基的纳米二氧化硅放入丙酮溶剂中混合，制备纳米二氧化硅-多壁碳纳米管杂化体颗粒；

所述在多壁碳纳米管表面修饰氨基，首先是将多壁碳纳米管均匀分散于浓度比为1:1的盐酸和硝酸的混合溶液中，回流使表面羧基化，然后在其表面接枝质量分数为0.5%~1.5%的硅烷偶联剂KH550；

所述在纳米二氧化硅表面修饰环氧基，是使用硅烷偶联剂KH560改性纳米二氧化硅，硅烷偶联剂KH560的质量分数为0.5%~1.5%；

（2）将步骤（1）制备出的杂化体颗粒均匀分散于丙酮溶液中，然后与树脂均匀混合形成均质液体；

（3）将杂化体-树脂复合溶液通过喷涂的方式均匀喷涂于基材的表面，并在40℃~80℃的温度下固化12h~24h，得到具有耐磨性的超疏水涂层。

2.根据权利要求1所述的具有耐磨性的超疏水涂层，其特征在于，所述树脂为环氧树脂、聚氨酯、不饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂中的任一种。

3.根据权利要求1所述的具有耐磨性的超疏水涂层，其特征在于，所述杂化体-树脂复合涂层的厚度为40μm~120μm。

4.权利要求1-3任一项所述的具有耐磨性的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）制备纳米二氧化硅-多壁碳纳米管杂化体颗粒，在多壁碳纳米管表面修饰氨基，在纳米二氧化硅表面修饰环氧基；将表面带有氨基的多壁碳纳米管和表面带有环氧基的纳米二氧化硅放入丙酮溶剂中混合，制备纳米二氧化硅-多壁碳纳米管杂化体颗粒；

所述在多壁碳纳米管表面修饰氨基，首先是将多壁碳纳米管均匀分散于浓度比为1:1的盐酸和硝酸的混合溶液中，回流使表面羧基化，然后在其表面接枝质量分数为0.5%~1.5%的硅烷偶联剂KH550；

所述在纳米二氧化硅表面修饰环氧基，是使用硅烷偶联剂KH560改性纳米二氧化硅，硅烷偶联剂KH560的质量分数为0.5%~1.5%；

（2）将步骤（1）制备出的杂化体颗粒均匀分散于丙酮溶液中，然后与树脂均匀混合形成均质液体；

（3）将杂化体-树脂复合溶液通过喷涂的方式均匀喷涂于基材的表面，并在40℃~80℃的温度下固化12h~24h，得到具有耐磨性的超疏水涂层。

5.根据权利要求4所述的具有耐磨性的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述将表面带有氨基的多壁碳纳米管和表面带有环氧基的纳米二氧化硅放入丙酮溶剂混合过程中，磁力搅拌64h~80h，控制两者质量比例为1:1~5:1，得到纳米二氧化硅-多壁碳纳米管杂化体颗粒。