基于丁腈橡胶粉末构筑的微纳结构超疏水涂层的制备方法技术

本发明专利技术属于涂层与涂装技术领域，具体涉及一种基于丁腈橡胶粉末构筑的微纳结构超疏水涂层的制备方法。包括以下步骤：(1)分别配制高浓度粘合剂和低浓度粘合剂；(2)在基材上涂抹高浓度粘合剂，在其表面喷一层丁腈橡胶粉末，将表面未粘合的橡胶粉颗粒吹掉，固化；在基材上涂抹低浓度粘合剂，在其表面喷一层丁腈橡胶粉末，将表面未粘合的橡胶粉颗粒吹掉，固化；(3)将环氧树脂、四乙烯五胺和乙烯基硅油混合，采用乙酸乙酯和无水乙醇溶解后，涂于步骤(2)制备的基材表面，固化；(4)洗涤步骤(3)固化之后的基材。本发明专利技术合成路线简单，产率高，污染较少，采用该方法制备的超疏水涂层更具价格优势、耐磨性能和绿色可回收优点。耐磨性能和绿色可回收优点。耐磨性能和绿色可回收优点。

【技术实现步骤摘要】
基于丁腈橡胶粉末构筑的微纳结构超疏水涂层的制备方法


[0001]本专利技术属于涂层与涂装
，具体涉及一种基于丁腈橡胶粉末构筑的微纳结构超疏水涂层的制备方法。

技术介绍

[0002]制备超疏水表面的研究在近20年里获得了长足的发展，目前，制备超疏水表面的思路比较统一，主要是通过表面微纳复合结构与低表面能材料结合获得该性能。早期的研究主要集中在化学合成方法，通常采用低表面能的含氟物质，通过一系列化学反应在所需表面形成具有一定微结构的涂层，从而获得仿荷叶表面。随着沉积技术的发展，PVD、CVD等技术逐渐在超疏水领域获得了应用。由于表面的超疏水性能主要依赖于微纳复合结构的完整，表面微结构轻微的磨损都会导致疏水性能的大幅下降，因此，超疏水涂层的耐磨性显著制约了工业上大范围应用。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种基于丁腈橡胶粉末构筑的微纳结构超疏水涂层的制备方法，整体合成路线简单，产率高，污染较少，采用该方法制备的超疏水涂层更具价格优势、耐磨性能和绿色可回收优点。
[0004]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0005]本专利技术所述的基于丁腈橡胶粉末构筑的微纳结构超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)粘合剂的制备：
[0007]分别配制高质量百分浓度的环氧树脂溶液和低质量百分浓度的环氧树脂溶液，再将这两种环氧树脂溶液分别与四乙烯五胺混合搅拌，制备得到高浓度粘合剂和低浓度粘合剂；
[0008](2)喷涂丁腈橡胶粉末：
[0009]在基材上涂抹厚度约为0.01～0.02mm高浓度粘合剂，利用干法喷涂工艺在其表面喷一层厚度为0.5～1mm，颗粒大小48～106微米丁腈橡胶粉末，使用鼓风机将其表面未粘合的橡胶粉颗粒吹掉，将喷涂后的基材于电热鼓风烘干箱中固化；
[0010]在基材上涂抹厚度约为0.05～0.2mm低浓度粘合剂，利用干法喷涂工艺在其表面喷一层厚度为0.5～1mm，颗粒大小48～106微米丁腈橡胶粉末，使用鼓风机将其表面未粘合的橡胶粉颗粒吹掉，将喷涂后的基材于电热鼓风烘干箱中固化；
[0011](3)表层微观结构构筑：
[0012]将环氧树脂、四乙烯五胺和乙烯基硅油混合，采用乙酸乙酯使其溶解，再加入无水乙醇搅拌后，得溶液；将溶液涂于步骤(2)制备的基材表面，涂层厚度约为0.01～0.1mm，于电热鼓风烘干箱中固化；
[0013](4)洗涤步骤(3)固化之后的基材，即得到基于丁腈橡胶粉末构筑的微纳结构超疏
水涂层的基材。
[0014]其中：
[0015]所述的基材为玻璃、陶瓷砖或不锈钢。上述的基于丁腈橡胶粉末构筑的微纳结构超疏水涂层的制备方法在玻璃、陶瓷砖或不锈钢上均可应用。
[0016]为了更好的提高涂层的耐磨性能，步骤(1)中，高质量百分浓度的环氧树脂溶液，浓度为33～44％；低质量百分浓度的环氧树脂溶液，浓度为11～22％；搅拌时间为2～4min。
[0017]为了更好的提高原料的利用率，步骤(2)中，利用干法喷涂工艺在其表面喷一层丁腈橡胶粉末之后，静待3min，使用鼓风机将其表面未粘合的橡胶粉颗粒吹掉，鼓风机风速0.94～1.66m3/min，电热鼓风烘干箱中80℃下固化1～2小时。
[0018]为了提高涂层的使用寿命，步骤(3)中，环氧树脂、四乙烯五胺与乙烯基硅油质量比为11：1：2～5.5。将环氧树脂、四乙烯五胺和乙烯基硅油混合，采用乙酸乙酯使其溶解，再加入无水乙醇搅拌2～3min后，配得固含量为3～30％的溶液，其中，乙酸乙酯与无水乙醇质量比为3：2。电热鼓风烘干箱中80℃下固化5～10小时。将溶液涂于步骤(2)制备的基材表面的方式为喷涂或浸涂。
[0019]为了提高涂层的使用效果，步骤(4)中，洗涤所用试剂为乙酸乙酯，洗涤时间为3～4小时。
[0020]本专利技术以丁腈橡胶粉末、环氧树脂、四乙烯五胺、乙烯基硅油、无水乙醇和乙酸乙酯为原料，在常温条件下，通过合成反应，为制备一种基于丁腈橡胶构筑的微纳结构超疏水涂层提供了新的方法。制备的涂层，其表面接触角可达165
°
，滚动角在2
‑4°
，通过按照ASTM D 968
‑
05标准进行磨损测试5000克石英砂之后，接触角仍可达152
°
，滚动角2
‑3°
，按照ASTM D 968
‑
05标准进行磨损测试11000克石英砂之后，失去超疏水性能。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0022]1、本专利技术以丁腈橡胶粉末微纳结构超疏水涂层，提高了超疏水涂层的耐磨性能，落砂法落砂5kg仍具有明显超疏水性能。
[0023]2、本专利技术以丁腈橡胶粉末为原料制备超疏水涂层，实现了废物再利用。生活中大量废旧橡胶产品堆积如山，且从目前的实践经验来看，由于废旧橡胶制品绝大部分属于不熔不溶的热固性高分子废弃物，即加热不熔化，用溶剂也无法溶解，这种特点给废旧橡胶的二次加工处理和再利用造成很大困难，本专利技术利用丁腈橡胶粉末制备超疏水涂层，减少了橡胶粉末对环境的污染，且实现了资源的再次利用，符合社会对于绿色可持续发展的要求。
[0024]3、本专利技术的制备方法中各原料制备比较简单，并且性能非常稳定，不需要特殊的保存条件；相关试剂和溶剂都是常用的商品化试剂，成本较低；整体合成路线简单，产率高，污染较少；该涂层制备方法包括合成、固化和洗涤三个步骤，较传统超疏水涂层制备方法，使该方法制备出的超疏水涂层更具价格优势、耐磨性能和绿色可回收优点，从而使其商业化生产具有更大的可能性。
[0025]4、本专利技术制备的涂层在防水、防雾、自清洁、回收等方面具有潜在的应用价值。
附图说明
[0026]图1是本专利技术实施例1超疏水涂层上的水滴的形态(A：磨损前；B：磨损后)；
[0027]图2是本专利技术实施例2超疏水涂层上的水滴的形态(A：磨损前；B：磨损后)；
[0028]图3是本专利技术实施例3超疏水涂层上的水滴的形态(A：磨损前；B：磨损后)；
[0029]图4是本专利技术实施例4超疏水涂层上的水滴的形态(A：磨损前；B：磨损后)；
[0030]图5是本专利技术实施例5超疏水涂层上的水滴的形态(A：磨损前；B：磨损后)。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0032]实施本专利技术的过程、条件、试剂、试验方法、测试方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本专利技术没有特别限制内容。
[0033]以下实施例中采用的丁腈橡胶粉末的颗粒大小48～106微米。
[0034]实施例1
[0035]所述的基于丁腈橡胶粉末构筑的微纳结构超疏水涂层的制备方法，由以下步骤组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于丁腈橡胶粉末构筑的微纳结构超疏水涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)粘合剂的制备：分别配制高质量百分浓度的环氧树脂溶液和低质量百分浓度的环氧树脂溶液，再将这两种环氧树脂溶液分别与四乙烯五胺混合搅拌，制备得到高浓度粘合剂和低浓度粘合剂；(2)喷涂丁腈橡胶粉末：在基材上涂抹厚度为0.01～0.02mm高浓度粘合剂，利用干法喷涂工艺在其表面喷一层厚度为0.5～1mm，颗粒大小48～106微米丁腈橡胶粉末，使用鼓风机将其表面未粘合的橡胶粉颗粒吹掉，将喷涂后的基材于电热鼓风烘干箱中固化；在基材上涂抹厚度为0.05～0.2mm低浓度粘合剂，利用干法喷涂工艺在其表面喷一层厚度为0.5～1mm，颗粒大小48～106微米丁腈橡胶粉末，使用鼓风机将其表面未粘合的橡胶粉颗粒吹掉，将喷涂后的基材于电热鼓风烘干箱中固化；(3)表层微观结构构筑：将环氧树脂、四乙烯五胺和乙烯基硅油混合，采用乙酸乙酯使其溶解，再加入无水乙醇搅拌后，得溶液；将溶液涂于步骤(2)制备的基材表面，涂层厚度为0.01～0.1mm，于电热鼓风烘干箱中固化；(4)洗涤步骤(3)固化之后的基材，即得到基于丁腈橡胶粉末构筑的微纳结构超疏水涂层的基材。2.根据权利要求1所述的基于丁腈橡胶粉末构筑的微纳结构超疏水涂层的制备方法，其特征在于：所述的基材为玻璃、陶瓷砖或不锈钢。3.根据权利要求1所述的基于丁腈橡胶粉末构筑的微纳结构超疏水涂层的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，高质量百分浓度的环氧树脂溶液，浓度为33～44％；低质量百分浓度的环氧树脂溶液，浓度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨书刚，高瑞祥，王坤，粟常红，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：