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一种超疏水涂料、超疏水涂层的制备方法及应用技术

技术编号:15422929 阅读:218 留言:0更新日期:2017-05-25 13:59
本发明专利技术提供了一种超疏水涂料、超疏水涂层的制备方法以及应用,所述涂料,包括如下组分,醇酸清漆、疏水二氧化硅、氟化石墨、硬质聚氯乙烯或聚苯乙烯,且几者的质量比为(120~140):(70~90):(25~45):(9~15);还包括溶剂,所述溶剂为稀释剂、二氯甲烷、四氯化碳以及苯乙烯,且几者的体积比为(3~8):(38~58):(11~17):(1~3);且醇酸清漆的体积分数为1%~3%。本发明专利技术方法简单,成本较低,且在玻璃、铝板、PVC、UPVC基底上的附着力强。

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水涂料、超疏水涂层的制备方法及应用
本专利技术属于涂料
,尤其是涉及一种超疏水涂料、超疏水涂层的制备方法及应用。
技术介绍
目前,制备二氧化硅超疏水薄膜的主要方法:一种方法是将SiO2颗粒与醇溶液混合搅拌,超声分散,调节酸碱度,获得胶体电泳液,再将电泳液沉积到玻璃衬底上,获得SiO2薄膜,然后将带有SiO2薄膜的玻璃放入低表能修饰剂中修饰,获得超疏水SiO2薄膜。另一种方法采用粘结法将超疏水层的微米级粉粒和纳米级粉粒的混合粉粒嵌入基体表面的粘结层内,使超疏水层由相间排列并嵌入粘结层形成微米级凸起和纳米级凸起的的微米级和纳米级颗粒组成,制备微纳米超疏水结构,得到超疏水薄膜。但是目前的超疏水膜的制备不利于大面积成膜,施工工艺存在困难;超疏水表面和涂层的微纳结构和表面能不易控制,均匀性和重现性差;滚动角大,水滴在表面难以快速自迁移。且膜在玻璃、铝板、PVC、UPVC基底上的附着力差,多数需要特殊设备、成本高、方案复杂。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术旨在提出一种超疏水涂料、超疏水涂层的制备方法及应用,以解决现有技术中的不足,本专利技术解决了现有技术不利于大面积成膜,施工工艺存在困难,且超疏水表面和涂层的微纳结构和表面能不易控制,均匀性和重现性差;滚动角大,水滴在表面难以快速自迁移等问题;同时本专利技术方法简单,成本较低,且在玻璃、铝板、PVC、UPVC基底上的附着力强。为达到上述目的,本专利技术的技术方案是这样实现的:一种超疏水涂料,包括如下组分,醇酸清漆、疏水二氧化硅、氟化石墨、硬质聚氯乙烯或聚苯乙烯,且几者的质量比为(120~140):(70~90):(25~45):(9~15),优选的,130:80:(25~45):12;还包括溶剂,所述溶剂为稀释剂、二氯甲烷、四氯化碳以及苯乙烯,且几者的体积比为(3~8):(38~58):(11~17):(1~3);优选的,5:(38~58):14:2;且醇酸清漆的体积分数为1%~3%;优选的,体积分数为1.5%~2%。优选的,所述醇酸清漆、疏水二氧化硅、氟化石墨、硬质聚氯乙烯或聚苯乙烯是以分散液的形式进行混合的形成的涂料,其中醇酸清漆分散液的体积分数为11%~17%的;疏水二氧化硅分散液的质量-体积浓度为40~48mg/mL;氟化石墨分散液的质量-体积浓度为5~15mg/mL;硬质聚氯乙烯分散液或聚苯乙烯分散液的质量-体积浓度为15~25mg/mL。优选的,醇酸清漆分散液的体积分数为14%的;疏水二氧化硅分散液的质量-体积浓度为44mg/mL;氟化石墨分散液的质量-体积浓度为10mg/mL;硬质聚氯乙烯分散液或聚苯乙烯分散液的质量-体积浓度为20mg/mL。优选的,所述醇酸清漆分散液的溶剂为稀释剂与二氯甲烷的混合溶剂,且两者的体积比为1:1~3:1;优选的,2:1;优选的,其配制方法为,将醇酸清漆加入混合溶剂中,超声清洗器超声10~15min,得到均匀的分散液。优选的,所述疏水二氧化硅分散液的溶剂为四氯化碳与二氯甲烷的混合溶剂,且两者的体积比为5:2~9:2;优选的,7:2;优选的,其配制方法为,称取疏水二氧化硅粉在混合溶剂中超声分散10~15mim,得到稳定的无色透明的分散液。优选的,所述氟化石墨分散液的溶剂以及所述硬质聚氯乙烯分散液或聚苯乙烯分散液的溶剂均为二氯甲烷;优选的,所述E液为苯乙烯溶剂;优选的,所述氟化石墨分散液的配制方法为,称取硬质聚氯乙烯粉分散在二氯甲烷溶剂中,浸泡2天以上,超声清洗器超声25~35mim,得到均匀的分散液。本专利技术同时提供一种如上所述的超疏水涂料在超疏水涂层制备中的应用。本专利技术也提供一种如上所述的超疏水涂料在自洁净材料、空调压缩机铝材的抗结冰和UPVC管道减阻中的应用。本专利技术还提供了一种超疏水涂层的制备方法,所述超疏水涂层的原料包括如权利要求1~5任一项所述的超疏水涂料;制备方法包括如下步骤:1)分别配制醇酸清漆分散液、疏水二氧化硅分散液、氟化石墨分散液、硬质聚氯乙烯分散液;2)将步骤1)的四种分散液以及苯乙烯混合、超声分散均匀,得到混合溶液;3)清理基底;4)将处理好的基底浸入步骤2)制备好的混合溶液中,均匀地将基底提拉出来,通风处常温晾干;或者将步骤2)制备好的混合溶液装在高压喷涂设备中,喷涂在处理好的铝板上,通风处常温晾干。优选的,所述基底为玻璃片、PVC板、PVC管、UPVC板、UPVC管或铝板中的一种。相对于现有技术,本专利技术所述的超疏水涂料、超疏水涂层的制备方法及应用,具有以下优势:1)将无机材料(氟化石墨粉、疏水二氧化硅)与高分子材料(醇酸清漆、UPVC等)有机结合在一起,制备了具有好的相溶性、超疏水性、易成膜性及耐磨性的准均相溶液,可实现常温大面积成膜,施工工艺简便;(2)氟化石墨粉具有疏水性、化学稳定性、耐腐蚀性、抗氧化性等性能,在涂层材料中引入氟元素和硅元素,可有效结合两者的优点,降低涂层的表面能和改善微纳结构,从而显著提高其疏水性能;(3)选用的醇酸清漆本身具有粘附性,大大提高了涂层材料与基材之间的粘接性能,所制得产品耐久性更强;(4)选用的硬质聚氯乙烯粉(UPVC)提高了材料的成膜性;(5)利用合理的溶剂配比和沸点差,调节材料的相溶性、析出速率和相分布,形成具有快速自迁移性能的超疏水膜;(6)本专利技术方法无需复杂的材料预修饰,只需要按配比简便混合即可使用,制备工艺简单,条件温和,采用浸渍提拉法即可实现在小面积板材料、管道上得到超疏水涂层,采用高压喷涂法可实现大面积板材料的喷涂,适合工业化生产。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解,本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1是本专利技术实施例四中所制备的超疏水涂层的静态水接触角图(铝板)图2是本专利技术实施例一中所制备的超疏水涂层的静态水接触角图(玻璃板)图3是本专利技术实施例二中所制备的超疏水涂层的静态水接触角图(PVC板)图4是本专利技术实施例三中所制备的超疏水涂层的静态水接触角图(UPVC板)图5是本专利技术实施例四中所制备的超疏水涂层的实际效果图(铝板)图6是本专利技术实施例一中所制备的超疏水涂层的实际效果图(玻璃板)图7是本专利技术实施例二中所制备的超疏水涂层的实际效果图(PVC板)图8是本专利技术实施例三中所制备的超疏水涂层的实际效果图(UPVC板)。具体实施方式需要说明的是,在不冲突的情况下,本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。实施例一一种超疏水涂层的制备方法,包括如下步骤,1.溶液的配制A液:醇酸清漆加入混合溶剂(稀释剂(香蕉水):二氯甲烷=2:1,V/V)中,超声清洗器超声10~15mim,得到均匀的分散液,其中醇酸清漆的体积分数为14%;B液:称取市售疏水二氧化硅粉在混合溶剂(四氯化碳:二氯甲烷=7:2,V/V)中超声分散10~15mim,得到稳定的无色透明的分散液,其中二氧化硅的质量-体积浓度为44mg/mL;C液:称取氟化石墨粉分散在二氯甲烷溶剂中,超声分散10~15min,得到稳定的悬浊液,其中氟化石墨粉的质量-体积浓度为10mg/mL;D液:称取硬质聚氯乙烯粉(UPVC)分散在二氯甲烷溶剂中,浸泡2天以上,超声清洗器超声30mim,得到均匀的分散液,本文档来自技高网...
一种超疏水涂料、超疏水涂层的制备方法及应用

【技术保护点】
一种超疏水涂料,其特征在于:包括如下组分,醇酸清漆、疏水二氧化硅、氟化石墨、硬质聚氯乙烯或聚苯乙烯,且几者的质量比为(120~140):(70~90):(25~45):(9~15),优选的,130:80:(25~45):12;还包括溶剂,所述溶剂为稀释剂、二氯甲烷、四氯化碳以及苯乙烯,且几者的体积比为(3~8):(38~58):(11~17):(1~3);优选的,5:(38~58):14:2;且醇酸清漆的体积分数为1%~3%;优选的,体积分数为1.5%~2%。

【技术特征摘要】
1.一种超疏水涂料,其特征在于:包括如下组分,醇酸清漆、疏水二氧化硅、氟化石墨、硬质聚氯乙烯或聚苯乙烯,且几者的质量比为(120~140):(70~90):(25~45):(9~15),优选的,130:80:(25~45):12;还包括溶剂,所述溶剂为稀释剂、二氯甲烷、四氯化碳以及苯乙烯,且几者的体积比为(3~8):(38~58):(11~17):(1~3);优选的,5:(38~58):14:2;且醇酸清漆的体积分数为1%~3%;优选的,体积分数为1.5%~2%。2.根据权利要求1所述的超疏水涂料,其特征在于:所述醇酸清漆、疏水二氧化硅、氟化石墨、硬质聚氯乙烯或聚苯乙烯是以分散液的形式进行混合的形成的涂料,其中醇酸清漆分散液的体积分数为11%~17%的;疏水二氧化硅分散液的质量-体积浓度为40~48mg/mL;氟化石墨分散液的质量-体积浓度为5~15mg/mL;硬质聚氯乙烯分散液的质量-体积浓度为15~25mg/mL。3.根据权利要求2所述的超疏水涂料,其特征在于:醇酸清漆分散液的体积分数为14%的;疏水二氧化硅分散液的质量-体积浓度为44mg/mL;氟化石墨分散液的质量-体积浓度为10mg/mL;硬质聚氯乙烯分散液或聚苯乙烯分散液的质量-体积浓度为20mg/mL。4.根据权利要求2或3所述的超疏水涂料,其特征在于:所述醇酸清漆分散液的溶剂为稀释剂与二氯甲烷的混合溶剂,且两者的体积比为1:1~3:1;优选的,2:1;优选的,其配制方法为,将醇酸清漆加入混合溶剂中,超声清洗器超声10~15mim,得到均匀的分散液。5.根据权利要求2或3...

【专利技术属性】
技术研发人员:宦双燕郑小芳王娅娅江西殷平唐长林赵守仁
申请(专利权)人:湖南大学
类型:发明
国别省市:湖南,43

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