一种纳米陶瓷涂料及其使用方法技术

本发明专利技术属于涂料的制备与应用技术领域，具体涉及一种纳米陶瓷涂料及其使用方法。本发明专利技术将纳米级二氧化钛粉末和二氧化硅粉末用作疏水涂料的组分，利用二氧化钛优秀的抗紫外线能力和自清洁功能，以及二氧化硅价格低廉、分散性好、硬度大、比表面积大等特点；这两种粉末混合使其在制成涂层时能在基底形成一种均匀的微纳结构，能提供疏水所需要的粗糙度，产生大的疏水角。同时粉末被充足的有机溶剂及树脂覆盖，提供粗糙度的同时也能保持良好的结合力和平整度，制备的涂层耐久性好。本发明专利技术的材料成本低廉，使用工艺简单，能大规模量产，可应用于各种基材；制备的涂层性能优异，对疏水涂料的实际应用具有指导性的意义。实际应用具有指导性的意义。实际应用具有指导性的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米陶瓷涂料及其使用方法


[0001]本专利技术属于涂料的制备与应用
，具体涉及一种纳米陶瓷涂料及其使用方法，该纳米陶瓷涂料制备的涂层兼具疏水、高结合力、表面平整的优异性能。

技术介绍

[0002]近年以来，疏水表面在防冰、防腐蚀、自清洁、油水分离等领域应用广泛。然而，一种能够同时兼顾性能要求和成本要求的防结冰和疏水涂料尚未得到开发。市面上的疏水和防结冰涂料，虽然具有易操作，易清理，疏水性较好等优点，但大多价格昂贵，商用疏水防冰涂料往往每公斤数百元，且平整度和结合力较差，受外力作用时涂层表面微纳结构容易遭到破坏，长时间下来涂层的疏水性大打折扣。此外，当处于结露、结霜等外界环境时，涂层表面的微纳结构和低表面能物质易被霜或露覆盖，失去原本的疏水防冰特性。这些问题限制了其在疏水领域中的广泛应用。
[0003]随着对疏水涂层的深入研究，发现涂层的疏水性和结合力在一定程度上存在矛盾。超疏水涂层往往疏水剂含量少，粉末含量多，当涂层受到外力作用时，粉末易脱落，表面微纳结构易遭到破坏，耐磨性差。然而，如果简单增大疏水剂的含量，又容易导致粉末被疏水剂及有机溶剂覆盖，表面不能形成有效的微纳结构，导致疏水性较差。因此，如何解决以上矛盾，在保证涂层的疏水防冰特性的同时提高其结合力成了研究热点。此外，单纯的提高涂层疏水性和结合力，也不一定能得到好的防结冰效果，表面平整度好的疏水涂层往往其防结冰性更好，这是由于当液滴有足够的动能去撞击涂层表面时，可能被固定在粗糙表面的凹槽处，导致更多的非均匀成核，从而发生结冰现象，而平整度好的表面能够有效避免这种情况发生。

技术实现思路

[0004]针对上述存在问题或不足，为解决现有疏水涂料的涂层疏水性和结合力难以兼顾及商用涂料价格颇高的问题，本专利技术提供了一种纳米陶瓷涂料及其使用方法。本专利技术应用工艺简单，适合大规模量产，制备的涂层兼具成本低廉、疏水性好、表面平整、结合力高等优点，可应用于各种常见的基材。
[0005]一种纳米陶瓷涂料，包括A、B两种组分。
[0006]其中A组分按质量比计为：纳米二氧化硅粉末1～5wt％，纳米二氧化钛粉末1～5wt％，聚二甲基硅氧烷5～15wt％，氟碳树脂5～15wt％和乙酸乙酯50～85wt％，A组分当中各组分的质量之和为100％。
[0007]B组分按质量比计为：正硅酸乙酯20～50wt％，二月桂酸二丁基锡20～50wt％和异氰酸酯10～55wt％，B组分当中各组分的质量之和为100％。
[0008]进一步的，所述纳米二氧化硅粉末和纳米二氧化钛粉末粒径为20～70nm。
[0009]进一步的，所述聚二甲基硅氧烷粘度为2000～5000mPa.s。
[0010]上述纳米陶瓷涂料的使用方法，具体步骤如下：
[0011]步骤1、将涂料A组分和涂料B组分，按质量比A:B＝1:1～10:1的比例分散混匀，得混合液。
[0012]步骤2、将步骤1分散混匀所得的混合液涂覆于基材表面，待其固化即可形成疏水、高结合力、表面平整的纳米陶瓷涂层。
[0013]进一步的，所述步骤1分散的方式为超声分散3～10分钟。
[0014]进一步的，所述步骤2涂覆的方式为喷涂或旋涂，喷涂距离10～30cm，空气压力30～40psi。
[0015]进一步的，所述步骤2固化方式为常温固化2～7天或40～100摄氏度烘干。
[0016]本专利技术将纳米级二氧化钛粉末和纳米级二氧化硅粉末用作疏水涂料的组分，由于纳米二氧化钛具有优秀的抗紫外线能力和自清洁功能，而纳米二氧化硅具有价格低廉、分散性好、硬度大、比表面积大等特点，将这两种粉末混合使其在制备成涂层时能在基底形成一种均匀的微纳结构，提供疏水所需要的微纳结构，产生大的疏水角。同时粉末被充足的有机溶剂及树脂覆盖，提供粗糙度的同时也能保持良好的结合力和平整度，纳米粉末不易脱落和被破坏，涂层耐久性好。此外，二氧化钛优秀的抗紫外线能力使得涂层能应对更加恶劣的气候环境，其自清洁功能有助于将涂层表面的有机污染物分解成二氧化碳和水。因此，制备出的纳米陶瓷涂层具有明显高于市面上疏水涂层的结合力和平整度，这使得涂层表面纳米颗粒不易脱落和被破坏，从而使其具备良好的耐久性。
[0017]综上所述，本专利技术的纳米陶瓷涂料成本低廉，单价大约为市售的商用涂料的十分之一，具备工艺简单，能大规模量产，适应用于各类基材的特点；制备的纳米陶瓷涂层兼具疏水、高结合力、表面平整的优异性能，而高结合力可以延缓涂层的破坏和老化，提高涂层的耐久性。此外，本专利技术制备的涂层可应用于沿海地区的船舶、高山沿海地区的风机扇叶等场景，以及应对多种恶劣的气候环境。
附图说明
[0018]图1是实施例1的涂层水接触角。
[0019]图2是实施例1的涂层在扫描电子显微镜放大400倍下的图像。
[0020]图3是实施例2的涂层水接触角。
[0021]图4是实施例2的涂层在扫描电子显微镜放大400倍下的图像。
[0022]图5是实施例3的涂层水接触角。
[0023]图6是实施例3的涂层在扫描电子显微镜放大400倍下的图像。
具体实施方式
[0024]下面通过实施例和附图对本专利技术进行更详细的描述，但本专利技术的保护范围并不受限于这些实施例。
[0025]以下实施例中：采用超声波清洗机(JP
‑
010T，深圳市洁盟清洗设备有限公司)分散疏水、高结合力、表面平整的纳米陶瓷涂料组分A、组分B的混合物；采用气动喷枪(W
‑
71，HOKIA)在基底表面喷涂、疏水、高结合力、表面平整的纳米陶瓷涂料；采用鼓风干燥箱(DHG
‑
9240A，上海一恒科学仪器有限公司)固化喷涂完成的基材；采用接触角测量仪(JC2000D，上海中晨数字技术设备有限公司)测试涂层的水接触角；采用氙灯光源(HF
‑
GHX
‑
XE
‑
300，上海
贺帆有限公司)测试涂层的耐辐照性；采用扫描电子显微镜(JEM
‑
1200EX)测试涂层的表面形貌；采用表面粗糙度测量仪(TR100，戴纳自动化检测设备有限公司)测试涂层的表面粗糙度。
[0026]实施例1：
[0027]将纳米二氧化硅粉末0.4g、纳米二氧化钛粉末0.4g、聚二甲基硅氧烷0.9g、氟碳树脂0.835g、乙酸乙酯12g混合获得涂料组分A。
[0028]将正硅酸乙酯0.1g、二月桂酸二丁基锡0.2g、异氰酸酯0.165g混合获得面漆涂料组分B。
[0029]将疏水纳米陶瓷涂料组分A和组分B全部加入烧杯混合，把装有混合完成的疏水纳米陶瓷涂料的烧杯放入超声波清洗机进行超声处理3分钟。
[0030]将超声分散完成的疏水纳米陶瓷涂料装入喷枪，均匀喷涂在基材表面。
[0031]将喷涂完成的铝板放入烘箱内，烘箱设置温度50℃，保温2小时，之后得到疏水纳米陶瓷涂层。
[0032]疏水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米陶瓷涂料，其特征在于：包括A、B两种组分；其中A组分按质量比计为：纳米二氧化硅粉末1～5wt％，纳米二氧化钛粉末1～5wt％，聚二甲基硅氧烷5～15wt％，氟碳树脂5～15wt％和乙酸乙酯50～85wt％，A组分当中各组分的质量之和为100％；B组分按质量比计为：正硅酸乙酯20～50wt％，二月桂酸二丁基锡20～50wt％和异氰酸酯10～55wt％，B组分当中各组分的质量之和为100％。2.如权利要求1所述纳米陶瓷涂料，其特征在于：所述纳米二氧化硅粉末和纳米二氧化钛粉末粒径为20～70nm。3.如权利要求1所述纳米陶瓷涂料，其特征在于：所述聚二甲基硅氧烷粘度为2000～5000mPa.s。4.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张林博，张翰轩，刘志杰，尹良君，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：