一种双重自修复超疏水涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种双重自修复超疏水涂料及其制备方法，按质量份计包括以下组成成份：疏水树脂60

【技术实现步骤摘要】
一种双重自修复超疏水涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及超疏水涂料
，特别是涉及一种双重自修复超疏水涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]超疏水涂层在自清洁、抗腐蚀、防覆冰、油水分离等方面具有巨大的应用前景。研究人员通过分析荷叶等植物的疏水叶面结构，发现材料表面的微纳结构与低表面能是实现超疏水表面的两个关键因素。在此基础上，人们通过制造粗糙表面并结合含氟/硅等材料实现了各种超疏水涂层的构筑。然而，由于表面微纳结构容易被破坏，目前大部分超疏水涂层存在机械稳定性、耐久性差、耐化学稳定性差等缺陷。为了更好地促进超疏水涂层的应用，需要进一步改善超疏水涂料的性能。通常可采用的方法分为两种：一是提高微纳结构的稳定性，通过对刚性表面进行微加工，使其表面形成稳定的微纳结构，再用低表面能材料进行处理，从而得到比较稳定的超疏水界面，但这种方法难以实现大规模生产且受基材限制；另一办法是结构自修复，当超疏水涂层表面受到损害时，能模仿生物体内新陈代谢对损害部位进行结构重建或低表面能物质修复。
[0003]近年来，通过外界刺激将保存在材料中的修复剂迁移至表层，实现自修复的超疏水涂层已有一些专利。如CN 103409028 B制备了光催化自修复超疏水涂料，采用疏水改性的纳米粒子、光催化纳米粒子与含活性基团的低表面能物质制备的涂料干燥后得到的超疏水涂层在磨损后UV辐射下能实现表面结构的自修复。但由于UV辐射交联的不可控性，自修复可能只是一次性的，仍难以解决超疏水涂料的耐久性。
[0004]专利CN 111534190 A利用负载疏水性聚多巴胺复合微球与疏水性基体树脂制备了近红外或pH响应的自修复超疏水涂层。然而，疏水油性小分子物质存反应活性高或易流失等缺点而不利于超疏水涂层的长期自修复。
[0005]专利CN 110358435 A将羟基硅橡胶改性的聚氨酯预聚体做为自修复高分子、与聚多巴胺/二氧化硅/二月桂酸二丁基锡复合高分子凝胶进行疏水改性，制备自修复超疏水涂料。但由于聚苯乙烯微球的刚性不够，涂层的自修复仅表现在拉伸前后强度的变化，对挤压引起的表面润湿性变化难以修复。
[0006]专利CN 111892846 A利用低表面能硅油与有机无机杂化乳化剂制备微胶囊粉末，再与多尺度纳米纤维粒子等制成具有自修复性能的超疏水涂层。但是，微胶囊粉末中存在的乳化剂势必影响涂层的疏水性能。
[0007]上述所有超疏水涂层自修复的解决方案均未能同时解决修复剂在涂层使用过程中的存储稳定性与释放载体的对超疏水涂层性能的影响，因而很难获得一种长效自修复的超疏水涂层。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种双重自修复超疏水涂料及其制备方法，能同时解决修复
剂在涂层使用过程中的存储稳定性、以及涂层破坏时实现微纳结构的自修复和低表面能物质的释放自修复，具有超疏水性长效自修复功能。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供了一种双重自修复超疏水涂料及其制备方法，按质量份计包括以下组成成份：疏水树脂60
‑
80份，PFPE@PFA
‑
g
‑
SiO2微球1
‑
20份，疏水填料10
‑
15份，消泡剂0.01
‑
0.05份，润湿剂0.1
‑
0.5份，去离子水1
‑
10份，氨基树脂5
‑
20份，附着力促进剂1
‑
2份；
[0010]其中所述PFPE@PFA
‑
g
‑
SiO2微球是由PFPE@PFA微球与疏水纳米SiO2采用硅烷偶联剂结合形成；
[0011]所述PFPE@PFA微球是以PFPE低表面能物质与含氟丙烯酸单体和二乙烯基苯形成的混合液滴进行分散聚合制得。
[0012]优选的，所述疏水树脂为水性含氟丙烯酸脂、氟硅丙烯酸树脂、含硅丙烯酸树脂、含氟聚氨酯及其乳液等中的一种或多种。
[0013]优选的，所述疏水填料为疏水性纳米二氧化硅、疏水性纳米二氧化钛、疏水性纳米碳酸钙、疏水性纳米氧化铝等中的一种或多种。
[0014]优选的，所述消泡剂为非硅型、聚醚型、有机硅型、聚醚改性有机硅型等中的一种或多种。
[0015]优选的，所述氨基树脂为脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、苯代三聚氰胺树脂、共聚树脂等中的一种或多种。
[0016]优选的，所述附着力促进剂为有机硅附着力促进剂、非硅类附着力促进剂等中的一种或多种。
[0017]一种双重自修复超疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0018]1)制备PFPE@PFA微球
[0019]取5
‑
10质量份的PFPE、25
‑
35质量份的含氟丙烯酸单体、0.3
‑
0.8质量份的二乙烯基苯、0.3
‑
0.8质量份的油溶性引发剂加入到四口烧瓶中，再加入1
‑
3质量份的分散剂与200质量份的去离子水，高速分散30分钟，使之在水中形成细小的分散均匀的液滴，升温使之聚合并保持稳定的搅拌速度，反应5小时后抽滤，并水洗，在70
‑
80℃下鼓风干燥0.5
‑
1小时，得到含氟丙烯酸树脂包裹PFPE的微球，即PFPE@PFA微球；
[0020]2)制备PFPE@PFA
‑
SiO2微球
[0021]将18
‑
25质量份的PFPE@PFA微球加入到90
‑
100质量份的95％乙醇中，然后加入1
‑
5质量份的硅烷偶联剂KH
‑
550和0.5
‑
2质量份的疏水纳米SiO2，然后在75℃超声反应2.5
‑
5小时，抽滤，在70
‑
80℃下鼓风干燥0.5
‑
1小时，获得表面带氨基的疏水PFPE@PFA
‑
g
‑
SiO2微球；
[0022]3)制备自修复超疏水涂料
[0023]取60
‑
80份疏水树脂，1
‑
20份PFPE@PFA
‑
g
‑
SiO2，10
‑
15份疏水填料，0.01
‑
0.05份消泡剂，1
‑
10份去离子水，5
‑
20份氨基树脂，1
‑
2份附着力促进剂，0.1
‑
0.5份湿润剂，在100
‑
2000r/min的搅拌速度下进行搅拌0.5
‑
10小时即可，获得成品。
[0024]本专利技术以全氟聚醚(PFPE)为低表面能物质，通过与含氟丙烯酸单体(PFA)与二乙烯基苯形成混合液滴，以BPO为引发剂、PVA为分散剂，进行分散聚合，得到含氟丙烯酸树脂包裹PFPE的微球(PF本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双重自修复超疏水涂料，其特征在于，按质量份计包括以下组成成份：疏水树脂60
‑
80份，PFPE@PFA
‑
g
‑
SiO2微球1
‑
20份，疏水填料10
‑
15份，消泡剂0.01
‑
0.05份，润湿剂0.1
‑
0.5份，去离子水1
‑
10份，氨基树脂5
‑
20份，附着力促进剂1
‑
2份；其中所述PFPE@PFA
‑
g
‑
SiO2微球是由PFPE@PFA微球与疏水纳米SiO2采用硅烷偶联剂结合形成；所述PFPE@PFA微球是以PFPE低表面能物质与含氟丙烯酸单体和二乙烯基苯形成的混合液滴进行分散聚合制得。2.根据权利要求1所述的一种双重自修复超疏水涂料，其特征在于：所述疏水树脂为水性含氟丙烯酸脂、氟硅丙烯酸树脂、含硅丙烯酸树脂、含氟聚氨酯及其乳液等中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种双重自修复超疏水涂料，其特征在于：所述疏水填料为疏水性纳米二氧化硅、疏水性纳米二氧化钛、疏水性纳米碳酸钙、疏水性纳米氧化铝等中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种双重自修复超疏水涂料，其特征在于：所述消泡剂为非硅型、聚醚型、有机硅型、聚醚改性有机硅型等中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种双重自修复超疏水涂料，其特征在于：所述氨基树脂为脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、苯代三聚氰胺树脂、共聚树脂等中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的一种双重自修复超疏水涂料，其特征在于：所述附着力促进剂为有机硅附着力促进剂、非硅类附着力促进剂等中的一种或多种。7.一种如权利要求1
‑
6任意一项所述的一种双重自修复超疏水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)制备PFPE@PFA微球取5
‑
10质量份的PFPE、25
‑
3...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁旭涛，张明，王鹏，
申请(专利权)人：新化县中润化学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：