一种自修复防水涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种自修复防水涂料及其制备方法，所述自修复防水涂料由如下成分制备而成：改性硅氧烷、改性SiO2、固化剂、表面活性剂和溶剂；其中，所述改性硅氧烷为1,3

【技术实现步骤摘要】
一种自修复防水涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及防水涂料
，特别是涉及一种自修复防水涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]金属器件在使用过程中容易被环境中的氧气、水分等物质氧化、腐蚀而损坏，影响其使 用寿命，为了避免材料的损坏，通常采用的方法是在物品表面涂覆防水涂料，隔绝表面与外 界物质的直接接触，从而达到防水、防腐的目的。目前已有多种防水、防腐涂料产品被广泛 应用，其优势在于：使用方法简单，适用范围广；不受材料形状、面积的限制；重涂和修复 的费用低；能与其他防护措施联合使用等。
[0003]然而，由于防水涂料强度和耐久性较低，在使用的过程中受到外界环境的冲击、摩擦后 容易出现损坏，经过日积月累，涂料层中会形成越来越大的裂纹或开口，使得涂料层的局部 区域失去对物品的防护作用。目前的防水涂料产品缺乏自修复能力，对物品的防护效果不足， 已难以满足当前市场的需求。
[0004]综上所述，亟需研发一种自修复防水涂料，在保证其防水性能的同时，增强其自修复能 力，以达到更好的防护效果。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要提供一种新型自修复防水涂料的制备方法，以克服现有技术的不足。
[0006]本专利技术的一个目的在于，提供一种自修复防水涂料，所述自修复防水涂料由如下成分制 备而成：改性硅氧烷、改性SiO2、固化剂、表面活性剂和溶剂；
[0007]其中，
[0008]所述改性硅氧烷为1,3
‑
双(3
‑
氨基丙基)四甲基二硅氧烷和缩水甘油糠醚反应制备；
[0009]所述改性SiO2为纳米SiO2和脂肪酸、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油糠醚反应制备。
[0010]进一步地，所述脂肪酸选自辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸中的一种或 多种。
[0011]通过1,3
‑
双(3
‑
氨基丙基)四甲基二硅氧烷与缩水甘油糠醚反应，合成了末端带有呋喃基团 的改性硅氧烷。硅烷的引入降低了涂层的表面能，提升了涂层的疏水性能。
[0012]纳米SiO2的表面羟基首先与脂肪酸中的羧基进行酯化反应，在表面接枝了长链，根据红 外光谱，我们发现了类羧酸酯的特征峰，并且SiO2的
‑
OH特征吸收峰强度降低，说明纳米SiO2表面的部分羟基与脂肪酸发生了类似酯化的反应，同时仍残留了部分未反应的表面羟基；然 后残留的表面羟基与3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷反应，在其表面接枝了氨基，然后进一步与缩水 甘油糠醚反应，在其末端进行呋喃接枝，生成改性SiO2。改性SiO2的水接触角可达150
°
以 上，具有超疏水性能，大大提高了涂层的防水和自清洁能力。
[0013]本专利技术中，涂层自修复的具体机理为：改性硅氧烷、改性SiO2和固化剂之间能够发生 Diels
‑
Alder反应，在冷却条件下改性硅氧烷以及改性SiO2分子与固化剂之间通过可逆共价键 相互连接，形成固化的网状结构，发挥防水涂层的作用，同时由于引入了长烷基链，促进了 网状结构更加有序、紧密的排列，还能更好的与表面活性剂成分产生协同作用，提高成膜性， 有效增强了涂层性能；而在高温加热条件下，发生逆Diels
‑
Alder反应，共价键断裂，三者相 互分离，涂层显现出流动性，能够产生自流平，同时改性硅氧烷降低了涂层的表面张力，进 一步促进了自流平行为，从而实现了磨损后自修复的效果。
[0014]进一步地，所述固化剂选自4,4'
‑
亚甲基双(N
‑
苯基马来酰亚胺)、N,N'
‑
1,4
‑
亚苯基二马来酰 亚胺、N,N'
‑2‑
亚苯基二马来酰亚胺、N,N'
‑
(亚乙基双对亚苯基)双(马来酰亚胺)、双(3
‑
乙基
‑5‑ꢀ
甲基
‑4‑
马来酰亚胺基苯基)甲烷、4,4'
‑
双(马来酰亚胺基)
‑
1,1'
‑
联苯、N,N'
‑
[亚甲基双(2
‑
乙基
‑
4,1
‑ꢀ
亚苯基)]二马来酰亚胺和双(马来酰亚胺基苯基)甲烷中的一种或多种。
[0015]进一步地，所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇和十二烷基硫酸钠中的一 种或多种。
[0016]进一步地，所述纳米SiO2的粒径为30
‑
50nm。
[0017]进一步地，所述溶剂选自四氢呋喃、二甲苯和N,N
‑
二甲基甲酰胺中的一种或多种。
[0018]本专利技术的另一个目的在于，提供上述自修复防水涂料的制备方法，所述自修复防水涂料 的制备方法包括如下步骤：
[0019](1)制备改性硅氧烷
[0020]S1.将1,3
‑
双(3
‑
氨基丙基)四甲基二硅氧烷和缩水甘油糠醚加入溶剂中，加热反应后，得 到所述改性硅氧烷；
[0021](2)制备改性SiO2[0022]S2.将纳米SiO2加入液态脂肪酸中，超声处理后，进行加热反应，离心、洗涤、干燥， 得到中间产物1；
[0023]S3.将所述中间产物1加入乙醇中，超声处理后，加入3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的水解液， 反应后，过滤、洗涤、干燥，得到中间产物2；
[0024]S4.将所述中间产物2和缩水甘油糠醚加入溶剂中，加热反应后，离心、洗涤、干燥， 得到所述改性SiO2；
[0025](3)制备自修复防水涂料
[0026]S5.将所述改性硅氧烷、所述改性SiO2、固化剂和表面活性剂加入溶剂中，搅拌均匀后 得到所述自修复防水涂料。
[0027]进一步地，步骤S1中，所述1,3
‑
双(3
‑
氨基丙基)四甲基二硅氧烷和缩水甘油糠醚的摩尔 比为1:(0.8
‑
1.2)。
[0028]进一步地，步骤S2中，所述纳米SiO2和脂肪酸的摩尔比为1:(1
‑
3)。
[0029]进一步地，步骤S3中，所述中间产物1与3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的质量体积比为3
‑
10 g/mL。
[0030]进一步地，步骤S4中，所述中间产物2和缩水甘油糠醚的质量比为(2
‑
8):1。
[0031]进一步地，步骤S4中，所述加热反应的温度为80
‑
100℃。
[0032]本专利技术具有以下有益效果：
[0033]1.本专利技术制备方法简单、便于操作，且原料容易获得，可大量工业化生产。
[0034]2.本专利技术的自修复防水涂料具有较大水接触角，大大降低了水分及其他杂质粘附、沉积 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自修复防水涂料，其特征在于，所述自修复防水涂料由如下成分制备而成：改性硅氧烷、改性SiO2、固化剂、表面活性剂和溶剂；其中，所述改性硅氧烷为1,3
‑
双(3
‑
氨基丙基)四甲基二硅氧烷和缩水甘油糠醚反应制备；所述改性SiO2为纳米SiO2和脂肪酸、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油糠醚反应制备。2.根据权利要求1所述自修复防水涂料，其特征在于，所述脂肪酸选自辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸中的一种或多种。3.根据权利要求1所述自修复防水涂料，其特征在于，所述固化剂选自4,4'
‑
亚甲基双(N
‑
苯基马来酰亚胺)、N,N'
‑
1,4
‑
亚苯基二马来酰亚胺、N,N'
‑2‑
亚苯基二马来酰亚胺、N,N'
‑
(亚乙基双对亚苯基)双(马来酰亚胺)、双(3
‑
乙基
‑5‑
甲基
‑4‑
马来酰亚胺基苯基)甲烷、4,4'
‑
双(马来酰亚胺基)
‑
1,1'
‑
联苯、N,N'
‑
[亚甲基双(2
‑
乙基
‑
4,1
‑
亚苯基)]二马来酰亚胺和双(马来酰亚胺基苯基)甲烷中的一种或多种。4.根据权利要求1所述自修复防水涂料，其特征在于，所述纳米SiO2的粒径为30
‑
50nm。5.根据权利要求1所述自修复防水涂料，其特征在于，所述溶剂选自四氢呋喃、二甲苯和N,N
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄达隆，梁起冠，刘薇薇，王伟喜，黄俊，陈潮汉，梁起步，
申请(专利权)人：广东吉美帮新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：