超疏水涂料组合物及用其形成的超疏水涂层制造技术

本发明专利技术提供一种双组分超疏水涂料组合物及用其形成的超疏水涂层，所述超疏水涂料组合物由A组分和B组分组成，其中，A组分包含表面带有羟基、氨基、环氧基或它们的组合作为反应性基团的无机颗粒、疏水改性环氧树脂和环氧树脂增韧剂；且B组分包含固化剂。用此超疏水涂料组合物形成的涂层具有优异的超疏水性能和提高的机械性能。

【技术实现步骤摘要】
超疏水涂料组合物及用其形成的超疏水涂层
本专利技术涉及基于环氧树脂基的超疏水涂料组合物。更具体地，涉及能够形成具有优异的超疏水性能和良好机械性能的超疏水涂层的涂料组合物。本专利技术也涉及由所述超疏水涂料组合物形成的超疏水涂层。
技术介绍
自然界中具有特殊浸润性的生物体表面，如荷叶、水黾腿、蝴蝶翅膀、沙漠甲虫背等一直为我们设计制备新型的界面材料提供灵感，人们受这些生物的启发，通过构筑微纳米复合结构以及修饰低表面能物质，制备了一系列具有自清洁效应的超疏水表面，即基底材料对水的静态接触角大于150°且滚动角小于10°的表面，在织物、建筑物表面和车窗玻璃、天线等领域有着及其广阔的应用前景。一般来说，超疏水性表面可以通过两种方法来制备：一种是在疏水材料表面(低表面能)上构建粗糙的微米-纳米结构；另一种是对粗糙表面上修饰低表面能的物质。虽然目前关于超疏水涂层构建的报道很多，但涂层强度、柔韧性、对基材的附着力等机械性能不佳，限制了超疏水涂层的应用。到目前为止，国内还没有具备良好机械性能的超疏水涂层或者涂料的报道，因此制备具有良好机械性能的超疏水涂料具有重要意义。中国专利技术专利公开号102285199A公开了一种纤维增强环氧树脂基复合材料超疏水表面的制备方法，该方法将纤维增强材料、无机物粉末、环氧树脂胶和固化剂按一定配比混合得到涂层树脂体系，通过涂覆第一层纤维增强材料、中间层树脂体系、第二层纤维增强材料，重复多次后得到复合材料预成型体，然后经固化、酸浸(构造粗糙表面)、取出、干燥和表面修饰(低表面能分子)后得到纤维增强环氧树脂基复合材料超疏水表面。该专利技术操作工艺较复杂，不利于现场大面积施工。而且表面修饰的单分子层耐候性较差。中国专利技术专利公开号101575478A公开了一种环氧树脂超疏水涂层的制备方法，该方法将二氧化硅颗粒溶于溶剂中，加入硅烷偶联剂、环氧树脂、疏水剂制得涂层溶胶，然后均匀涂抹在基底表面，最后加热使环氧树脂固化交联，即得到环氧树脂超疏水涂层。该方法得到的涂层具有很好的超疏水性，但该方法固化温度过高，难以大面积实际应用。当然，其机械强度也非常有限。通过现有技术形成的超疏水涂层具有机械性能差(如硬度、附着力、耐冲击性、耐软摩擦性)的缺点。此外，现有的用于形成超疏水涂层的方法具有工艺复杂、涂层固化温度过高等缺点。
技术实现思路
针对以上缺点，本专利技术的目的在于，提供一种超疏水涂料组合物及用其形成的超疏水涂层，用此超疏水涂料组合物形成的涂层具有优异的超疏水性能和提高的机械性能。为实现本专利技术的目的，本专利技术包括以下各项内容：[1]一种双组分超疏水涂料组合物，所述超疏水涂料组合物由A组分和B组分组成，其中，A组分包含表面带有羟基、氨基、环氧基或它们的组合作为反应性基团的无机颗粒、疏水改性环氧树脂和环氧树脂增韧剂；且B组分包含固化剂。[2]根据[1]所述的超疏水涂料组合物，其中，所述无机颗粒包括选自由以下各项组成的组中的一种或多种：二氧化钛、碳酸钙、氧化锌、二氧化硅、高岭土、粘土和氧化铝。[3]根据[1]所述的超疏水涂料组合物，其中，所述无机颗粒是杨梅结构粒子。[4]根据[1]所述的超疏水涂料组合物，其中，所述无机颗粒的粒径为10nm-40μm。[5]根据[1]所述的超疏水涂料组合物，其中，A组分中所述疏水改性环氧树脂是通过用疏水剂将环氧树脂进行疏水改性而形成的。[6]根据[5]所述的超疏水涂料组合物，其中，所述环氧树脂包括选自由以下各项组成的组中的一种或多种：缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、脂环族类环氧树脂。[7]根据[6]所述的超疏水涂料组合物，其中，所述缩水甘油醚类环氧树脂为双酚A型环氧树脂。[8]根据[5]所述的超疏水涂料组合物，其中，所述疏水剂是一种或多种氟树脂。[9]根据[8]所述的超疏水涂料组合物，其中，所述氟树脂是氟碳树脂或氟硅树脂。[10]根据[1]所述的超疏水涂料组合物，其中，在A组分中，所述无机颗粒与疏水改性环氧树脂的重量比为1：1至1：10。[11]根据[1]所述的超疏水涂料组合物，其中，A组分还含有消泡剂、防沉剂、颜料或它们的组合。[12]根据[1]所述的超疏水涂料组合物，其中，所述固化剂包括选自由以下各项组成的组中的一种或多种：乙二胺、酚醛胺、己二胺、间苯二胺、聚酰胺、异佛尔酮二胺、邻苯二甲酸酐及其胺加成物。[13]根据[1]所述的超疏水涂料组合物，其中，B组分还含有促进剂。[14]一种使用根据[1]至[13]中任一项所述的超疏水涂料组合物形成的超疏水涂层。由上述内容可见，本专利技术采用力学性能高、附着力好、固化收缩率低的疏水改性环氧树脂作为基体树脂，把颗粒牢牢粘连在一起，得到具有一定强度的粗糙结构，并且利用氟树脂等疏水剂的低表面能性质提供超疏水的另一个必要条件。颗粒表面带有羟基、氨基、环氧基或它们的组合作为反应性基团。这些基团可与环氧树脂的环氧基以及氟树脂上的羟基等反应，从而使颗粒牢固地连接在树脂上。因此，超疏水涂层的机械强度得以提高。例如，它能耐软布来回擦拭，换言之，在用软布来回擦拭后，超疏水性能下降不明显，这对于实际应用具有重要意义。所述的颗粒表面的反应性基团包括羟基、氨基、环氧基或它们的组合。无机颗粒生产合成过程中，本身就会带有羟基，如果是氨基或环氧基等反应性基团，则需要用带有氨基或环氧基的有机物质对表面带羟基的颗粒进行改性所得。例如，氨基改性的反应式如图4所示，且环氧改性类似。在本专利技术中，疏水剂为一种或多种氟树脂。氟树脂可以是氟碳树脂或氟硅树脂。氟碳树脂是以牢固的C-F键为骨架的树脂，同其他树脂相比，其耐热性、耐化学品性、耐寒性、低温柔韧性、耐候性和电性能等均较好。氟硅树脂是氟树脂和有机硅树脂混炼而成的合成树脂。因为氟碳树脂或氟硅树脂对水接触角大于90°，所以它们可以作为疏水剂。本专利技术中使用环氧树脂增韧剂，以提高涂层的韧性。这是因为环氧树脂本身表现为脆性。所用的环氧树脂增韧剂可以是例如，CYH-277(武大森茂精细化工有限公司，工业级)。若增韧剂的量过低，韧性改进不足。若增韧剂的量过高，则导致硬度不够，表现为涂层太软。在本专利技术中，使用固化剂，用于环氧树脂的固化。典型的固化剂是常用的环氧树脂固化剂聚酰胺和酚醛胺。在本专利技术中为配制涂料组合物使用溶剂。溶剂可以是用于环氧树脂的常用溶剂。在本专利技术的涂料组合物中，还可以任选地具有用于改善涂料组合物的助剂如促进剂、消泡剂、防沉剂、流平剂等。此外，还可以含有颜料。附图说明图1是显示了根据本专利技术制得的环氧树脂基超疏水涂层的表面微观结构的扫描电子显微图像及其水接触角状态图。图2是显示了杨梅结构粒子的表面微观结构的扫描电子显微图像。图3是杨梅粒子制备方法的示意图。图4是对颗粒表面氨基改性的示意图。具体实施方式[涂料组合物]具体地，本专利技术的双组分涂料组合物由A组分和B组分组成。其中，A组分包含表面表面带有羟基、氨基、环氧基或它们的组合作为反应性基团的无机颗粒、疏水改性环氧树脂和环氧树脂增韧剂；B组分包含固化剂。<A组分>A组分包含表面带有反应性基团羟基或氨基的无机颗粒、疏水改性环氧树脂和环氧树脂增韧剂。通过如下方法制备A组分。a)将平均粒径为10nm-40μm的选自二氧化钛、碳酸钙、氧化锌、二氧化硅、高岭土、粘土和氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双组分超疏水涂料组合物，所述超疏水涂料组合物由A组分和B组分组成，其中，A组分包含表面带有羟基、氨基、环氧基或它们的组合作为反应性基团的无机颗粒、疏水改性环氧树脂和环氧树脂增韧剂；且B组分包含固化剂。

【技术特征摘要】
1.一种双组分超疏水涂料组合物，所述超疏水涂料组合物由A组分和B组分组成，其中，A组分由表面带有羟基、氨基、环氧基或它们的组合作为反应性基团的无机颗粒、疏水改性环氧树脂和环氧树脂增韧剂组成；且B组分包含固化剂，其中，在A组分中，所述无机颗粒与疏水改性环氧树脂的重量比为1∶1至1∶10，其中，A组分中所述疏水改性环氧树脂是通过用疏水剂将环氧树脂进行疏水改性而形成的，其中，所述疏水剂是一种或多种氟树脂，所述氟树脂具有羟基。2.根据权利要求1所述的超疏水涂料组合物，其中，所述无机颗粒包括选自由以下各项组成的组中的一种或多种：二氧化钛、碳酸钙、氧化锌、二氧化硅、高岭土、粘土和氧化铝。3.根据权利要求1所述的超疏水涂料组合物，其中，所述无机颗粒是杨梅结构粒子。4.根据权利要求1所述的超疏水涂料组合物，其中，所述无机颗粒的粒径为10nm-40μm。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞浙军，杨得全，
申请(专利权)人：无锡市顺业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32