一种复合疏水涂层及其制备方法技术

一种复合疏水涂层的制备方法，包括如下步骤：A.将二氧化硅颗粒溶于溶剂中，加入疏水改性剂，过滤研磨得到疏水改性二氧化硅粉末；B.将导电剂、稀释剂、表面活性剂、固化剂加入环氧树脂中得到改性环氧树脂；C.将改性环氧树脂均匀涂抹在基底材料表面，初步固化得到环氧树脂涂层；D.将疏水改性二氧化硅粉末和疏水粉末混合均匀后得到混合粉末；E.用静电喷涂的方法将混合粉末喷涂在步骤C中的环氧树脂涂层上，然后于160℃‑170℃温度下加热固化，冷却后即得本发明专利技术中所述的复合疏水涂层。本发明专利技术中复合疏水涂层的制备方法具有工艺简单、成本低廉的优点，其制备得到的复合疏水涂层经测试后发现具有良好的附着力，涂层等级可达到4B，且耐腐蚀性、耐磨性较好。

A Composite Hydrophobic Coating and Its Preparation Method

A preparation method of composite hydrophobic coating includes the following steps: A. dissolving silica particles in solvent, adding hydrophobic modifier, filtering and grinding to obtain hydrophobic modified silica powder; B. adding conductive agent, diluent, surfactant and curing agent to epoxy resin to obtain modified epoxy resin; C. adding modified ring; Oxygen resin was evenly coated on the surface of the base material and cured initially to obtain epoxy resin coating; D. The hydrophobic modified silica powder and hydrophobic powder were mixed evenly to obtain mixed powder; E. The mixed powder was sprayed on the epoxy resin coating in step C by electrostatic spraying, and then heated at 160 170 C to solidify. The composite hydrophobic coating described in the present invention can be obtained after chemical treatment and cooling. The preparation method of the composite hydrophobic coating in the invention has the advantages of simple process and low cost. The composite hydrophobic coating prepared by the method has good adhesion after testing, the coating grade can reach 4B, and has good corrosion resistance and wear resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种复合疏水涂层及其制备方法
本专利技术涉及疏水涂层领域，特别涉及到一种复合疏水涂层及其制备方法。
技术介绍
疏水性指的是疏水物与水之间互相排斥的物理性质，自然界中存在着许多疏水现象，例如荷叶的出淤泥而不染、蝴蝶翅膀上的特殊光学现象、水蛭的脚等。疏水表面的形成需要两个必要条件：几何粗糙表面和低表面能材料。以荷叶出淤泥而不染的性质为例，其产生的原因在于荷叶表面有一层蜡质化学物质和紧密排列的微纳米结构，水洒在叶面上的会自动聚集成水珠，水珠的滚动把落在叶面上的尘土污泥粘吸滚出叶面，使叶面始终保持干净，这就是著名的"荷叶自洁效应"。通过观察和模仿这些特殊现象，推动了人类科技的快速进步。近年来，科学家们根据生物表面特性进行仿生制造疏水表面，已经取得许多耀眼成果。目前，常见的制造疏水表面的方法如下：化学腐蚀法、溶胶凝胶法、刻蚀法、相分离法，以上方法不仅存在成本高、工艺繁琐的缺点，更重要的是，虽然这些方法能够制备疏水效果较好的疏水表面，但是其附着力较差，使用一段时间脱落后将导致涂层疏水性大大降低甚至丧失。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于提供一种成本低廉、工艺简单的复合疏水涂层的制备方法，使用该制备方法制备得到的复合疏水涂层在基底上具有较佳的附着力，可长时间使用不脱落。为了解决该技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种复合疏水涂层的制备方法，包括如下步骤：A.将二氧化硅颗粒溶于溶剂中，加入疏水改性剂，升温搅拌均匀，真空过滤，研磨均匀得到疏水改性二氧化硅粉末；B.将导电剂、稀释剂、表面活性剂、固化剂加入环氧树脂中，搅拌均匀得到改性环氧树脂；C.将步骤B制备得到的改性环氧树脂均匀涂抹在基底材料表面，然后将基底材料放置在室温下初步固化得到环氧树脂涂层；D.将步骤A中上述疏水改性二氧化硅粉末和疏水粉末混合均匀后得到混合粉末，上述疏水粉末选自超高分子量聚乙烯、聚酯、聚偏氟乙烯中的一种或几种的混合物，上述疏水改性二氧化硅粉末与上述疏水粉末的重量比为1：7-5：7；E.用静电喷涂的方法将步骤D得到的混合粉末喷涂在步骤C中的环氧树脂涂层上，然后于160℃-170℃温度下加热固化，冷却后即得本专利技术中上述的复合疏水涂层。其中，步骤A中溶解二氧化硅颗粒的溶剂为乙醇。优选地，上述疏水改性剂选自硅烷偶联剂或聚二甲基硅氧烷中的一种或两种的混合物。优选地，上述导电剂为导电炭黑，导电炭黑不仅具有良好的导电性，有助于加强本专利技术中静电喷涂后环氧树脂涂层和疏水涂层之间的结合强度，而且导电炭黑和环氧树脂之间的相容性较好，当导电炭黑与环氧树脂混合后，其导电性不会受到影响。优选地，上述稀释剂选自乙二醇缩水甘油醚或无水乙醇中的一种或两种的混合物。优选地，上述表面活性剂为聚乙二醇。更优选地，上述环氧树脂、导电剂、稀释剂、表面活性剂的重量比为10:3:3:1。其中，上述改性二氧化硅粉末的粒径为微米级别，上述疏水粉末的粒径为纳米级别。优选地，上述复合疏水涂层的厚度为0.3mm-0.5mm。优选地，静电喷涂时控制气压为2Mpa-4Mpa，电压为220V。和现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术中制备得到的复合疏水涂层包括两层结构：环氧树脂涂层、疏水材料涂层。环氧树脂涂层由环氧树脂、导电剂、稀释剂、表面活性剂和固化剂组成，在基底材料上涂覆环氧树脂涂层后，采用静电喷涂的方法将特定配比范围内的疏水改性二氧化硅粉末和疏水粉末喷涂在环氧树脂涂层上，不仅可以形成疏水性较好的疏水材料层，而且由于环氧树脂涂层中存在导电剂，静电喷涂可使疏水材料涂层和环氧树脂涂层之间产生很高的结合强度，另外，步骤C中将改性环氧树脂涂抹于基底材料表面后，放置在室温下让其自然的初步固化，等喷涂完疏水材料层后，再将已经形成复合涂层的基底材料于160℃-170℃温度下加热使其完全固化，这样操作可进一步提高疏水材料涂层和环氧树脂涂层之间的结合强度。本专利技术中改变了现有技术中将环氧树脂、二氧化硅以及其他疏水材料一次性混合形成涂层的操作方式，而是首先在基底材料上涂抹一层环氧树脂层，然后再将疏水粉末静电喷涂在环氧树脂层上，基底材料层和环氧树脂层之间、环氧树脂层和疏水材料层之间均具有较高的结合强度。本专利技术中复合疏水涂层的制备方法还具有工艺简单、成本低廉的优点，使用以上制备方法制备得到的复合疏水涂层经测试后发现具有良好的附着力，涂层等级可达到4B，且耐腐蚀性、耐磨性较好。附图说明图1是实施例1所制得的复合疏水涂层的静态接触角状态图。图2是实施例2所制得的复合疏水涂层的静态接触角状态图。图3是实施例1所制得的复合疏水涂层的扫描电镜图。图4是实施例2所制得的复合疏水涂层的扫描电镜图。具体实施方式下面给出实施例以对本专利技术进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的普通技术人员根据该实施例对本专利技术所做出的一些非本质的改进或调整仍属于本专利技术的保护范围。实施例1一种复合疏水涂层的制备方法，包括如下步骤：A.将9g二氧化硅颗粒溶于适量乙醇中，加入8.3g聚二甲基硅氧烷，升温搅拌均匀，真空过滤，研磨均匀得到疏水改性二氧化硅粉末；B.将导电剂、稀释剂、表面活性剂、固化剂加入环氧树脂中，搅拌均匀得到改性环氧树脂，环氧树脂、导电剂、稀释剂、表面活性剂、固化剂的重量比为10:3:3:1:5，其中，导电剂为导电炭黑，稀释剂为乙二醇缩水甘油醚，表面活性剂为聚乙二醇；C.将步骤B制备得到的改性环氧树脂均匀涂抹在基底材料表面，然后将基底材料放置在室温下初步固化得到环氧树脂涂层；D.将步骤A中得到的疏水改性二氧化硅粉末和疏水粉末混合均匀后得到混合粉末，疏水粉末为超高分子量聚乙烯，疏水改性二氧化硅粉末与超高分子量聚乙烯的重量比为5：7；E.用静电喷涂的方法将步骤D得到的混合粉末喷涂在步骤C中的环氧树脂涂层上，静电喷涂时控制气压为3Mpa，电压为220V，然后放置在170℃的烘箱中加热固化，冷却后即得复合疏水涂层。如图1所示，上述复合疏水涂层的表面水接触角达到140°，滚动角达到5°，上述复合疏水涂层的扫描电镜图见图3所示。实施例2一种复合疏水涂层的制备方法，包括如下步骤：A.将9g二氧化硅颗粒溶于适量乙醇中，加入8.3g硅烷偶联剂KH570，升温搅拌均匀，真空过滤，研磨均匀得到疏水改性二氧化硅粉末；B.将导电剂、稀释剂、表面活性剂、固化剂加入环氧树脂中，搅拌均匀得到改性环氧树脂，环氧树脂、导电剂、稀释剂、表面活性剂、固化剂的重量比为10:3:3:1:5，其中，导电剂为导电炭黑，稀释剂为无水乙醇，表面活性剂为聚乙二醇；C.将步骤B制备得到的改性环氧树脂均匀涂抹在基底材料表面，然后将基底材料放置在室温下初步固化得到环氧树脂涂层；D.将步骤A中得到的疏水改性二氧化硅粉末和疏水粉末混合均匀后得到混合粉末，疏水粉末为聚偏氟乙烯，疏水改性二氧化硅粉末与聚偏氟乙烯的重量比为3：7；E.用静电喷涂的方法将步骤D得到的混合粉末喷涂在步骤C中的环氧树脂涂层上，静电喷涂时控制气压为3Mpa，电压为220V，然后放置在170℃的烘箱中加热固化，冷却后即得复合疏水涂层。如图2所示，该复合疏水涂层的表面水接触角达到130°，滚动角达到9°，上述复合疏水涂层的扫描电镜图见图4所示。试验组以下耐腐蚀测试、耐磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：A.将二氧化硅颗粒溶于溶剂中，加入疏水改性剂，升温搅拌均匀，真空过滤，研磨均匀得到疏水改性二氧化硅粉末；B.将导电剂、稀释剂、表面活性剂、固化剂加入环氧树脂中，搅拌均匀得到改性环氧树脂；C.将步骤B制备得到的改性环氧树脂均匀涂抹在基底材料表面，然后将基底材料放置在室温下初步固化得到环氧树脂涂层；D.将步骤A中所述疏水改性二氧化硅粉末和疏水粉末混合均匀后得到混合粉末，所述疏水粉末选自超高分子量聚乙烯、聚酯、聚偏氟乙烯中的一种或几种的混合物，所述疏水改性二氧化硅粉末与所述疏水粉末的重量比为1：7‑5：7；E.用静电喷涂的方法将步骤D得到的混合粉末喷涂在步骤C中的环氧树脂涂层上，然后于160℃‑170℃温度下加热固化，冷却后即得本专利技术中所述的复合疏水涂层。

【技术特征摘要】
1.一种复合疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：A.将二氧化硅颗粒溶于溶剂中，加入疏水改性剂，升温搅拌均匀，真空过滤，研磨均匀得到疏水改性二氧化硅粉末；B.将导电剂、稀释剂、表面活性剂、固化剂加入环氧树脂中，搅拌均匀得到改性环氧树脂；C.将步骤B制备得到的改性环氧树脂均匀涂抹在基底材料表面，然后将基底材料放置在室温下初步固化得到环氧树脂涂层；D.将步骤A中所述疏水改性二氧化硅粉末和疏水粉末混合均匀后得到混合粉末，所述疏水粉末选自超高分子量聚乙烯、聚酯、聚偏氟乙烯中的一种或几种的混合物，所述疏水改性二氧化硅粉末与所述疏水粉末的重量比为1：7-5：7；E.用静电喷涂的方法将步骤D得到的混合粉末喷涂在步骤C中的环氧树脂涂层上，然后于160℃-170℃温度下加热固化，冷却后即得本发明中所述的复合疏水涂层。2.根据权利要求1所述的复合疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤A中溶解二氧化硅颗粒的溶剂为乙醇。3.根据权利要求1所述的复合疏...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾盛渠，董雪芳，叶真午，
申请(专利权)人：湖南工学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43