一种具有优异自修复、防腐蚀性能的超疏水涂层的制备制造技术

本发明专利技术公开了一种具有优异自修复、防腐蚀性能的超疏水涂层的制备，制备步骤如下：取SiO2、TiO2均匀分散于无水乙醇、氨水的混合溶液中，超声搅拌，向溶液中迅速加入硅酸四乙酯和十七氟癸基三甲氧基硅烷，反应，向体系中加入偶联剂后，搅拌，得到具有超疏水性能的溶液；取所制备的超疏水溶液在基底处喷涂,固化，即可得到具有优异性能的超疏水涂层，所述步骤一中，分散于无水乙醇与氨水中的SiO2和TiO2的规格为纳米粒子。本发明专利技术的一种具有优异自修复、防腐蚀性能的超疏水涂层的制备，能够使涂层具有优异的防腐蚀性能，可以明显延缓金属腐蚀速率，并且涂层具有耐摩擦等优异的机械性能，实现涂层快速的自修复，实现超疏水性能，成本低廉，生产工艺简单。生产工艺简单。生产工艺简单。

【技术实现步骤摘要】
一种具有优异自修复、防腐蚀性能的超疏水涂层的制备


[0001]本专利技术涉及超疏水涂层
，特别涉及一种具有优异自修复、防腐蚀性能的超疏水涂层的制备。

技术介绍

[0002]金属材料由于具有良好物理性能、化学性能、力学性能以及优异的加工性能不仅在建筑、运输、机械制造等方面，还在国防、航天、尖端技术等方面具有巨大的作用，但是金属在使用过程中会与其所处的环境介质之间发生反应，造成不同程度的腐蚀，给国民经济带来巨大的损失，根据调查统计，全世界每年因腐蚀损失的金属约占全年金属产量的20
‑
40％,中国每年因为金属腐蚀造成的经济损失超过3000亿。
[0003]另外，金属腐蚀也会造成资源的浪费以及环境污染等问题，甚至会阻碍尖端科学的发展，例如登月飞船阿波罗号，因为其燃料N2O2中含有微量的O2，导致高压容器因发生了应力腐蚀从而无法正常使用，进一步影响了登月计划，各类新型材料的研发都需要考虑金属腐蚀的影响，对金属腐蚀的研究提出了更高的要求，因此，对于金属防腐蚀进行深入的研究具有重要的社会意义，对国民经济的提高起到积极作用。
[0004]除了一些像如冲击等机械因素或像如热能等物理因素，绝大多数的金属与周边环境发生腐蚀反应都是自发进行的，具有普遍性；阻碍金属与周边环境的接触可以有效的减缓其腐蚀速度，而涂层防腐蚀是一种经济、有效的金属保护方法，其不仅可以阻碍金属与周边环境的接触，还具有适应性广等特点，具有较大的实用性；但目前的涂层都具有一定的渗水性以及透气性，更为重要的是渗透水以及氧气的速度远大于金属腐蚀消耗水和氧气的速度，因此涂层无法起到完全的屏蔽作用，因此，科研人员研发出大量的新型防腐蚀涂料或者特殊涂层，如聚吡略、聚苯胺防腐蚀涂料以及超疏水防腐蚀涂层等。但聚吡略、聚苯胺等涂料的制备面临着生产工艺复杂，原材料昂贵等问题，而对于具有特殊粗糙结构的超疏水涂层，可以依靠空气层等优势减少腐蚀介质与金属的接触面积，因此得到了大量的研究，但一般疏水膜与金属的作用力很弱，不能满足工业应用时对涂层机械强度的要求，亦或者在腐蚀介质中经过一段时间放置后，超疏水性能也会减弱从而无法满足金属防腐蚀的要求，因此制备一种具有长久稳定性的具有优异机械稳定性的超疏水涂层在金属腐蚀方面具有重要的意义。
[0005]在本项目中，我们利用硅氧烷可与在金属表面的羟基形成化学键，提高了超疏水涂层与金属之间的作用力，使该涂层具有更稳定的防腐蚀性能，并且通过加入少量含氟链使涂层具有优异的自修复性能，当经过磨损后，在一定温度下，可以实现涂层疏液性的恢复，更为重要的是，涂层原材料价格低廉，生产工艺简单，为研究金属防腐蚀打下了坚实的基础。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种具有优异自修复、防腐蚀性能的超疏水涂层的制
备，能够使涂层具有优异的防腐蚀性能，可以明显延缓金属腐蚀速率，有出色的防腐蚀作用；并且涂层具有耐摩擦等优异的机械性能，涂层具有优异的自修复性能，可以实现涂层快速的自修复，实现超疏水性能，并且该涂层还有成本低廉，生产工艺简单。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0008]一种具有优异自修复、防腐蚀性能的超疏水涂层的制备，包括以下具体步骤：
[0009]步骤一：取SiO2、TiO2均匀分散于无水乙醇、氨水的混合溶液中，超声搅拌；
[0010]步骤二：向溶液中迅速加入硅酸四乙酯和十七氟癸基三甲氧基硅烷，反应。
[0011]步骤三：向体系中加入偶联剂后，搅拌，得到具有超疏水性能的溶液；
[0012]步骤四:取所制备的超疏水溶液在基底处喷涂,固化，即可得到具有优异性能的超疏水涂层。
[0013]进一步的，在步骤一中，分散于无水乙醇与氨水中的SiO2和TiO2的规格为纳米粒子，分散于无水乙醇与氨水中的SiO2和TiO2的粒径比例优选为1:10。
[0014]进一步的，在步骤一中，无水乙醇和氨水之间的比例为5:1；在SiO2与无水乙醇和氨水之间的比例为：每0.1g SiO2分别分散于30ml无水乙醇与6ml氨水中，在TiO2与无水乙醇和氨水之间的比例为：每0.1g TiO2分别分散于30ml无水乙醇与6ml氨水中。
[0015]进一步的，在步骤二中，溶液为含有SiO2和TiO2均匀分散于无水乙醇、氨水的混合溶液，在步骤二中，硅酸四乙酯与十七氟癸基三甲氧基硅烷体积比为1:1。
[0016]进一步的，在步骤二中，硅酸四乙酯与十七氟癸基三甲氧基硅烷的比例为：向一份溶液中加入0.3ml硅酸四乙酯和0.3ml十七氟癸基三甲氧基硅烷。
[0017]进一步的，在步骤三中，偶联剂为3
‑
(2
‑
氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷。
[0018]进一步的，在步骤三中，向一份体系溶液中，加入0.6ml 3
‑
(2
‑
氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷。
[0019]进一步的，一份溶液为取0.1g 15nmSiO2纳米粒子0.1g 150nm TiO2纳米粒子均匀分散于30ml无水乙醇，6ml氨水的混合溶液中，超声搅拌30min后得到；一份体系溶液为向一份溶液中迅速加入0.3ml硅酸四乙酯和0.3ml十七氟癸基三甲氧基硅烷，在60℃下反应5h后得到；一份超疏水性能的溶液为向一份体系溶液中加入0.6ml 3
‑
(2
‑
氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷后，搅拌2h得到。
[0020]进一步的，在步骤四中，在0.4kpa距离基底15cm处喷涂超疏水溶液，喷涂后，在60℃固化5h。
[0021]进一步的，本技术方案的十七氟癸基三甲氧基硅烷具体为1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷。
[0022]进一步的，利用前述任一的制备方法制备的一种具有优异自修复、防腐蚀性能的超疏水涂层。
[0023]本专利技术的一种具有优异自修复、防腐蚀性能的超疏水涂层的制备，采用步骤一至四中所述的一种具有优异自修复、防腐蚀性能的超疏水涂层的制备方法，制备的涂层，均在本申请的保护范围之内，在具体实施方式中，本申请的超疏水涂层的制备分别通过电化学工作站CHI660D测试评估了空白镁铝合金与喷涂超疏水涂层的镁铝合金的耐腐蚀性能；利用砂纸摩擦测试对超疏水涂层的机械稳定性，涂层在不同温度下的测试自修复能力。
[0024]作为一种更好的技术方案：所述步骤一中SiO2纳米粒子与TiO2纳米粒子、无水乙
醇、氨水的比例分别为：SiO2纳米粒子占0.1g，TiO2纳米粒子占0.1g，无水乙醇为30ml，氨水为6ml，所述步骤一中SiO2纳米粒子与TiO2纳米粒子、无水乙醇、氨水的比例为：0.1g 15nm SiO2纳米粒子、0.1g 150nm TiO2纳米粒子、无水乙醇为30ml、氨水为6ml。
[0025]作为一种更好的技术方案，所述步骤一中为超声搅拌30min,所述步骤二中，向溶液中迅速加入硅酸四乙酯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有优异自修复、防腐蚀性能的超疏水涂层的制备，其特征在于：包括以下具体步骤：步骤一：取SiO2、TiO2均匀分散于无水乙醇、氨水的混合溶液中，超声搅拌；步骤二：向溶液中迅速加入硅酸四乙酯和十七氟癸基三甲氧基硅烷，反应。步骤三：向体系中加入偶联剂后，搅拌，得到具有超疏水性能的溶液；步骤四:取所制备的超疏水溶液在基底处喷涂,固化，即可得到具有优异性能的超疏水涂层。2.根据取权利要求1所述的一种具有优异自修复、防腐蚀性能的超疏水涂层的制备，其特征在于：所述步骤一中，分散于无水乙醇与氨水中的SiO2和TiO2的规格为纳米粒子，分散于无水乙醇与氨水中的SiO2和TiO2的粒径比例优选为1:10。3.根据权利要求1所述的一种具有优异自修复、防腐蚀性能的超疏水涂层的制备，其特征在于：所述步骤一中，无水乙醇和氨水之间的比例为5:1；所述SiO2与无水乙醇和氨水之间的比例为：每0.1g SiO2分别分散于30ml无水乙醇与6ml氨水中，所述TiO2与无水乙醇和氨水之间的比例为：每0.1g TiO2分别分散于30ml无水乙醇与6ml氨水中。4.根据权利要求1所述的一种具有优异自修复、防腐蚀性能的超疏水涂层的制备，其特征在于：所述步骤二中，溶液为含有SiO2和TiO2均匀分散于无水乙醇、氨水的混合溶液，所述步骤二中，硅酸四乙酯与十七氟癸基三甲氧基硅烷体积比为1:1。5.根据权利要求1所述的一种具有优异自修复、防腐蚀性能的超疏水涂层的制备，其特征在于：所述步骤二中，硅酸四乙酯与十七氟癸基三甲氧基硅烷的比例为：向一份溶液中加入0.3ml硅酸四乙酯和0.3ml十七氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗晟，
申请(专利权)人：珠海钛然科技有限公司，
类型：发明
国别省市：