一种超疏水材料及其制备方法和在排水管道中的应用技术

一种超疏水材料及其制备方法和在排水管道中的应用，属于排水管道防腐技术领域，解决当管道内的淤积物堆积在管底后，淤积物中的腐蚀性物质长期与管道接触，会对管道造成极为严重的腐蚀的问题。本发明专利技术将超疏水材料应用于排水管道中，制得的排水管道防腐涂层具有自清洁功能。功能。功能。

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水材料及其制备方法和在排水管道中的应用


[0001]本专利技术属于排水管道防腐
，具体涉及一种超疏水材料及其制备方法和在排水管道中的应用。

技术介绍

[0002]腐蚀是排水管道常见的病害之一，由于排水管道腐蚀破裂所引起污水外冒等安全隐患问题日益突出，严重制约了社会经济发展和公共安全。目前，工程上常采用防腐砂浆、涂层、碳纤维加固、钢筋混凝土加盖修复、氢氧化镁涂层等技术手段实现对管道的保护。但当管道内的淤积物堆积在管底后，淤积物中的硫化物等腐蚀性物质长期与管道接触，会对管道造成极为严重的腐蚀，上述技术只能减缓管道的腐蚀速度，不能从根本上解决管道腐蚀问题。因此，需研制一种具有自清洁功能的管道防腐涂层，避免淤积物在管底淤积，从根本上解决管道腐蚀问题。
[0003]近年来，具有特殊浸润性能的超疏水材料受到人们广泛关注，从1997年科研人员对荷叶的超疏水研究开始，超疏水表面一直是研究的热点。超疏水材料在医学生物、工农业生产和日常生活中，如油水分离材料、抗污织布、减阻材料等都有着极其广阔的应用前景。重庆交通大学将超疏水材料应用于沥青路面，有效解决了路面结冰问题。
[0004]本专利技术将超疏水材料应用于排水管道防腐领域，研制出一种具有自清洁功能的排水管道防腐涂层，避免淤积物在管道内淤积。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于解决当管道内的淤积物堆积在管底后，淤积物中的腐蚀性物质长期与管道接触，会对管道造成极为严重的腐蚀的问题，从而提供一种超疏水材料及其制备方法和在排水管道中的应用。制得的排水管道防腐涂层具有自清洁功能。
[0006]为此，本专利技术提供了以下技术方案。
[0007]第一方面，本专利技术提供了超疏水材料在排水管道中的应用。
[0008]进一步的，超疏水材料在排水管道中的应用包括：在排水管道表面喷涂胶凝剂，再喷涂超疏水材料形成超疏水涂层。
[0009]进一步的，所述排水管道材质为混凝土、塑料或球磨铸铁；
[0010]所述胶凝剂包括低粘度环氧树脂、聚氨酯或无苯乙烯树脂中的至少一种；低粘度环氧树脂为固化前室温下粘度1000～5000mpa.s的环氧树脂。
[0011]胶凝剂的喷涂厚度需根据排水管道材质等情况确定，不低于3mm。
[0012]所述超疏水涂层的厚度为1～2mm。
[0013]第二方面，本专利技术提供了一种超疏水材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014]步骤1、将纳米SiO2加入到无水乙醇和氨水的混合液中，得到SiO2分散液；
[0015]步骤2、将硅烷加入SiO2分散液中，制备硅烷修饰的SiO2悬浮液；
[0016]步骤3、将环氧树脂、固化剂加入硅烷修饰的SiO2悬浮液中，制备硅烷
‑
环氧树脂修饰的SiO2悬浮液；
[0017]步骤4、去除液体，制得超疏水防腐材料。
[0018]进一步的，所述步骤1中，无水乙醇与氨水的质量比为(6～9)：1；
[0019]所述SiO2分散液中，所述纳米SiO2的浓度为25～35g/L。
[0020]进一步的，所述步骤2满足以下条件中的至少一项：
[0021](1)所述硅烷为甲基硅烷或乙基硅烷中的至少一种；
[0022]可选地，甲基硅烷为N
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷；
[0023]可选地，乙基硅烷为3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或正辛基三乙氧基硅烷；
[0024]优选为N
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷；
[0025](2)所述硅烷与纳米SiO2的质量为(2～3)：1；
[0026](3)将硅烷加入SiO2分散液中后，封口，常温搅拌20h～28h，开口后再搅拌4h～6h。封口是为了防止氨水、乙醇过早挥发，待反应完全后，再开口让氨水挥发。
[0027]进一步的，所述步骤3中还加入了稀释剂，所述稀释剂为非活性稀释剂；
[0028]可选地，所述稀释剂为乙酸乙酯、甲苯或丙酮中的至少一种；
[0029]可选地，环氧树脂+固化剂的质量之和与稀释剂的质量比为(7～10):1；
[0030]进一步的，所述步骤3满足以下条件中的至少一项：
[0031](1)所述环氧树脂+固化剂的质量之和与纳米SiO2的质量比为(2～3)：1；
[0032](2)所述步骤3的反应条件为：室温1000～1500rpm转速下搅拌0.5～1h。
[0033]进一步的，所述步骤4中，采用水浴加热去除液体，水浴加热温度为60～80℃。
[0034]第三方面，提供了一种根据上述方法制得的超疏水材料。
[0035]可选地，步骤3中的环氧树脂为低粘度环氧树脂(如RESIPLAS PROTECT(A组分))、CY179脂环族环氧树脂或环氧树脂EP
‑
4000中的至少一种；
[0036]可选地，固化剂为EPILINE PROTECT(B组分)、甲基六氢苯酐(MHHPA)、异丙二胺、三乙烯四胺中的至少一种。
[0037]进一步的，所述环氧树脂与固化剂的质量比为(2～3)：1。
[0038]EPILINE PROTECT为一种双组分产品，包括A组分环氧树脂和B组分固化剂。
[0039]所述稀释剂为非活性稀释剂，降低环氧树脂的粘度，增加流动性，减慢固化速度。
[0040]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0041]1.本专利技术提供的超疏水涂层在排水管道中的应用，由于超疏水涂层表面较低的滚动角降低了水滴与基质表面之间附着力，使得水滴很容易就能够从固体表面滚落，因此，污水中携带的淤积物不容易在管道表面淤积，即具有自清洁功能，避免了淤积物与管道长期接触腐蚀管道，有效降低了排水管道的清淤工作和费用。
[0042]超疏水涂层能使排水管道表面具有良好的超疏水性，阻挡水分的进入，从而很大程度上降低水的渗透速度来提高排水管道抗腐蚀和耐久性。
[0043]本专利技术所用原材料均为廉价易得的化学药品，且制备过程简单，能够在工程中大量应用。
[0044]2.本专利技术提供的超疏水材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1、将纳米SiO2加入到无水乙醇和氨水的混合液中，得到SiO2分散液；步骤2、将硅烷加入SiO2分散液中，制备硅烷修饰的SiO2悬浮液；步骤3、将环氧树脂、固化剂加入硅烷修饰的SiO2悬浮液中，制备硅烷
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环氧树脂修饰的SiO2悬浮液；步骤4、去除液体，制得超疏水防腐材料。
[0045]采用环氧树脂和硅烷修饰SiO2，硅烷水解产生羟基，与SiO2表面的羟基发生缩合反应，将硅烷的有机基团通过稳定硅氧键连接在Si本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.超疏水材料在排水管道中的应用。2.根据权利要求1所述的超疏水材料在排水管道中的应用，其特征在于，包括：在排水管道表面喷涂胶凝剂，再喷涂超疏水材料形成超疏水涂层。3.根据权利要求2所述的超疏水材料在排水管道中的应用，其特征在于，所述排水管道材质为混凝土、塑料或球磨铸铁；所述胶凝剂包括低粘度环氧树脂、聚氨酯或无苯乙烯树脂中的至少一种；所述超疏水涂层的厚度为1～2mm。4.一种权利要求1
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3任一项所述的超疏水材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将纳米SiO2加入到无水乙醇和氨水的混合液中，得到SiO2分散液；步骤2、将硅烷加入SiO2分散液中，制备硅烷修饰的SiO2悬浮液；步骤3、将环氧树脂、固化剂加入硅烷修饰的SiO2悬浮液中，制备硅烷
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环氧树脂修饰的SiO2悬浮液；步骤4、去除液体，制得超疏水防腐材料。5.根据权利要求4所述的超疏水材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，无水乙醇与氨水的质量比为(6～9)：1；所述SiO2分散液中，所述纳米SiO2的浓度为25～35g/L。6.根据权利要求4所述的超疏水防腐材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2满足以下条件中的至少一项：(1)所述硅烷为甲基硅烷、或乙基硅烷中的至少一种；可选地，甲基硅烷为N
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β...

【专利技术属性】
技术研发人员：米荣熙，彭寿海，李雅晴，陈晓龙，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：