一种防水耐磨的防皱纤维涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防水耐磨的防皱纤维涂层及其制备方法。本发明专利技术先使用溶剂热的方法将锂离子插入到蒙脱土的夹层中，合成蒙脱土‑锂离子前驱体，然后将蒙脱土‑锂离子前驱体浸泡在酸性溶液中，直接在超声的条件下，加入氢氟酸将夹层进行剥离，获得蒙脱土片层材料，在球磨的过程中进行四氟化碳等离子刻蚀，制得自制片层结构；将自制片层结构接枝在环氧树脂上，加入钙离子溶液，制得改性环氧树脂；再在产品中加入抗氧化剂和阻燃剂，涂覆在基体上后再喷涂固化剂，干燥后制得防水耐磨的防皱纤维涂层。本发明专利技术制备的防水耐磨的防皱纤维涂层成本低，制备方法简单，在保有环氧树脂本身固有性质的同时，增加了涂层的耐磨性和防水性。

【技术实现步骤摘要】
一种防水耐磨的防皱纤维涂层及其制备方法
本专利技术涉及新材料
，具体为一种防水耐磨的防皱纤维涂层及其制备方法。
技术介绍
涂料是涂覆在被保护的基材的表面，并且和基材表面形成十分牢固的连续的涂膜层，从而对基体起到保护和装饰的作用。一般来说涂料的主要成分以树脂或者乳液为主，加入各种填料、颜料和相应的助剂，以水或者有机溶剂作为分散体系配制而成的具有一定粘稠度的混合体系。随着经济社会的飞速发展和科学技术的不断进步，涂料在各个行业和领域取得了广泛的应用和普及，尤其是在日常生活和建筑领域中，涂料广泛应用于装饰和基材的保护，占据着重要的地位。本专利技术制备的防水耐磨的防皱纤维涂层成本低，制备方法简单，在保有环氧树脂本身固有性质的同时，增加了涂层的耐磨性和防水性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种防水耐磨的防皱纤维涂层及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种防水耐磨的防皱纤维涂层及其制备方法，其特征在于，制备防水耐磨的防皱纤维涂层的工艺流程为：锂离子插层、酸浸、剥离夹层、球磨、等离子刻蚀、基料制备、氟化钙合成、涂膜封层。进一步的，一种防水耐磨的防皱纤维涂层的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：(1)将蒙脱土置于三口烧瓶中，加入丙酮溶液，在氮气氛围下，将正丁基锂快速加入到三口烧瓶中，密封后，放入电热鼓风干燥箱中，反应3h后冷却至室温，使用正己烷清洗产物，得到锂离子插层的蒙脱土-锂离子前驱体；(2)将蒙脱土-锂离子前驱体浸泡在酸性溶液中，使得酸性溶液没过蒙脱土-锂离子前驱体；(3)将酸浸后的蒙脱土-锂离子前驱体放入超声洗涤器，加入20％的氢氟酸溶液，洗涤后使用丙酮溶液冲洗，然后进行抽滤，得到蒙脱土片层材料；(4)将蒙脱土片层材料、球和乙醇按质量比为1:3:0.3～1:3:0.5进行混合后，使用棒式球磨机进行球磨，球磨时间为1～3h；(5)将球磨后的蒙脱土片层材料使用无水乙醇溶液进行清洗，然后进行等离子刻蚀处理，得到自制片层结构；(6)将环氧树脂置于三口烧瓶中，加入丙酮溶液，升温至70℃，加入自制片层结构和二亚乙基三胺，升高温度至100℃，保温反应2～3h，得到树脂基料；(7)将碳酸钙溶解在15％的盐酸溶液中，制得碳酸钙溶液，加入树脂基料搅拌均匀，使得树脂基料、碳酸钙溶液的质量比为5:2，制得预处理树脂基料；(8)在预处理基料中加入阻燃剂和抗氧化剂，搅拌均匀，制得防水耐磨的防皱纤维涂料，喷涂上固化剂制得厚度为0.2～0.5mm的防水耐磨的防皱纤维涂层。进一步的，上述步骤(1)中，蒙脱土、丙酮溶液、正丁基锂的质量比为3:5:8。进一步的，上述步骤(2)中，所用的酸性溶液为37％的盐酸溶液。进一步的，上述步骤(3)中，蒙脱土-锂离子前驱体、氢氟酸溶液的质量比为2:0.8；超声频率为500KHz，时间控制在30min。进一步的，上述步骤(5)中，等离子刻蚀的射频功率为150W，射频频率为15MHz，刻蚀期间，基体的偏转电压为直流电压400V，刻蚀气体选用四氟化碳，气体流量为150mL/min，等离子清洗过程的真空度位1Pa，时间为3h。进一步的，上述步骤(6)中，环氧树脂、丙酮溶液、自制片层结构和二亚乙基三胺的质量比为4:7:5:0.3。进一步的，上述步骤(8)中，所述阻燃剂为磷酸三苯酯、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚中的一种；所述抗氧化剂为N,N'-二仲丁基对苯二胺、2,6-二叔丁基苯酚中的一种；所述固化剂为二乙胺基丙胺、三甲基六亚甲基二胺、二丙烯三胺中的一种；基料、阻燃剂、抗氧化剂、固化剂的质量比为2:0.02:0.03:0.03。进一步的，所述防水耐磨的防皱纤维涂层的制备方法制得的涂层包括以下重量份数的原料：40～80份环氧树脂、30～40份自制片层结构、15～20份钙离子溶液、2～3份阻燃剂、2～3份抗氧化剂和2～3份固化剂。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：自制片层结构的制备：首先使用溶剂热的方法将锂离子插入到蒙脱土的夹层中，合成蒙脱土-锂离子前驱体，然后将蒙脱土-锂离子前驱体浸泡在酸性溶液中，直接在超声的条件下，加入氢氟酸将夹层进行剥离，获得蒙脱土片层材料，然后进行球磨，在球磨的过程中进行四氟化碳等离子刻蚀，制得自制片层结构；利用锂离子的插入来扩大蒙脱土层与层之间的距离，酸性溶液的浸泡使得锂离子本身的离子活性增强，与蒙脱土产生键能较强的化学键，防止材料转移过程中锂离子的脱落，氢氟酸的化学腐蚀作用使得锂离子与蒙脱土之间键能较强的键被替换，换位作用力较弱的键，在超声处理的过程中，加速蒙脱土片层结构的剥落，球磨操作使得蒙脱土片层粉质更加的均匀，与四氟化碳接触的表面积更大；四氟化碳的等离子刻蚀可以除去蒙脱土上的杂质，在刻蚀时裂解为活性氟离子，并在蒙脱土的片层结构上大量残留，过强的电荷负性使得蒙脱土片层结构在体系中良好分散，在保证涂层本身良好性能的同时，促进蒙脱土片层的防水性能。选用环氧树脂作为防水耐磨的防皱纤维涂层的基础原料，将自制片层结构接枝在环氧树脂主链上后，加入钙离子溶液；氟离子与钙离子反应生成氟化钙晶体，分散在体系中增强了涂层本身力学性能的同时，增加涂层的耐磨性能，随着体系中水相的蒸发，改性环氧树脂中的自制片层结构和氟化钙晶体粉末填料逐渐靠近并且挤压，慢慢形成紧密堆积在一起的涂膜，在毛细管压力的作用下促进水相的进一步挥发，使氟化钙晶体粉末填料和改性环氧树脂中的自制片层结构之间的间隙进一步减小，因为片层的特殊结构，表面张力使得自制片层结构上浮，最终在涂层表面形成密实且平整的防水涂膜，起到防水耐磨的作用效果。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了更清楚的说明本专利技术提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的一种防水耐磨的防皱纤维涂层的各指标测试方法如下：疏水性：将实施例1、实施例2、对比例1制备的防水耐磨的防皱纤维涂层进行疏水性测试，使用OCA20型接触角测试仪，水滴的大小为8μL，测量实施例1、实施例2、对比例3组分的防水耐磨的防皱纤维涂层表面的静态接触角，静态接触角越大，其疏水性能越好。耐磨性：将实施例1、实施例2、对比例3制备的防水耐磨的防皱纤维涂层进行耐磨性测试，将实施例1、实施例2、对比例3制备的防水耐磨的防皱纤维涂层均匀涂覆在固定木板上，另备一木块，负载20N的力在纤维涂层上摩擦，三分钟后测定实施例1、实施例2、对比例3实验组份的摩擦阻力，摩擦阻力越大说明材料的耐磨性越强。实施例1一种防水耐磨的防皱纤维涂层，按重量份数计，主要包括：40份环氧树脂、30份自制片层结构、15份钙离子溶液、2份阻燃剂、2份本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防水耐磨的防皱纤维涂层的制备方法，其特征在于，制备防水耐磨的防皱纤维涂层的工艺流程为：锂离子插层、酸浸、剥离夹层、球磨、等离子刻蚀、基料制备、氟化钙合成、涂膜封层。/n

【技术特征摘要】
1.一种防水耐磨的防皱纤维涂层的制备方法，其特征在于，制备防水耐磨的防皱纤维涂层的工艺流程为：锂离子插层、酸浸、剥离夹层、球磨、等离子刻蚀、基料制备、氟化钙合成、涂膜封层。


2.根据权利要求1所述的一种防水耐磨的防皱纤维涂层的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
(1)将蒙脱土置于三口烧瓶中，加入丙酮溶液，在氮气氛围下，将正丁基锂快速加入到三口烧瓶中，密封后，放入电热鼓风干燥箱中，反应3h后冷却至室温，使用正己烷清洗产物，得到锂离子插层的蒙脱土-锂离子前驱体；
(2)将蒙脱土-锂离子前驱体浸泡在酸性溶液中，使得酸性溶液没过蒙脱土-锂离子前驱体；
(3)将酸浸后的蒙脱土-锂离子前驱体放入超声洗涤器，加入20％的氢氟酸溶液，洗涤后使用丙酮溶液冲洗，然后进行抽滤，得到蒙脱土片层材料；
(4)将蒙脱土片层材料、球和乙醇按质量比为1:3:0.3～1:3:0.5进行混合后，使用棒式球磨机进行球磨，球磨时间为1～3h；
(5)将球磨后的蒙脱土片层材料使用无水乙醇溶液进行清洗，然后进行等离子刻蚀处理，得到自制片层结构；
(6)将环氧树脂置于三口烧瓶中，加入丙酮溶液，升温至70℃，加入自制片层结构和二亚乙基三胺，升高温度至100℃，保温反应2～3h，得到树脂基料；
(7)将碳酸钙溶解在15％的盐酸溶液中，制得碳酸钙溶液，加入树脂基料搅拌均匀，使得树脂基料、碳酸钙溶液的质量比为5:2，制得预处理树脂基料；
(8)在预处理基料中加入阻燃剂和抗氧化剂，搅拌均匀，制得防水耐磨的防皱纤维涂料，喷涂上固化剂制得厚度为0.2～0.5mm的防水耐磨的防皱纤维涂层。


3.根据权利要求2所述的一种防水耐磨的防皱纤维涂层的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中，蒙脱土、丙酮溶液、正丁基...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳元光，
申请(专利权)人：柳元光，
类型：发明
国别省市：江苏;32