一种耐磨超疏水纳米复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐磨超疏水纳米复合涂层及其制备方法，所述复合涂层以疏水树脂为粘合剂，填料为具有微纳结构的颗粒以及纳米颗粒；所述疏水树脂为疏水环氧树脂或者聚二甲基硅氧烷以及固化剂；所述具有微纳结构的颗粒由不同粒径的石英砂、刚玉和聚四氟乙烯颗粒中的一种或者几种混合构成，再与树脂和稀释剂混合，经由喷涂得到颗粒；所述纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米二氧化钛中的一种或者几种。纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氧化铝和纳米二氧化钛，粒径为20

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨超疏水纳米复合涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种复合纳米涂层
，具体涉及一种耐磨超疏水纳米复合涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]涂层作为表层保护材料，能一定程度抵御水汽、盐雾侵蚀，起到防腐作用。而接触角大于150
°
、滚动角小于10
°
的超疏水现象在近些年引起了广泛关注，它在自清洁、防冰、油水分离等领域具有很强的应用背景。
[0003]研究表明，低表面能以及表面的微纳二级结构是制备超疏水材料的关键。但是，在实际的使用中发现，现有技术中的超疏水涂层的机械耐久性较差，其机械耐久性仍有待提高，这已经成为制约超疏水材料实际使用的关键问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种耐磨超疏水纳米复合涂层及其制备方法，其在实际的使用中克服了现有技术中超疏水涂层的机械耐久性较差的缺陷，实现超疏水纳米涂层的机械耐久性能优异的目的。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种耐磨超疏水纳米复合涂层，所述复合涂层以疏水树脂为粘合剂，填料为具有微纳结构的颗粒以及纳米颗粒；
[0007]所述疏水树脂为疏水环氧树脂或者聚二甲基硅氧烷以及固化剂；所述具有微纳结构的颗粒由不同粒径的石英砂、刚玉和聚四氟乙烯颗粒中的一种或者几种混合构成，再与树脂和稀释剂混合，经由喷涂得到颗粒；所述纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化钛中的一种或者几种。
[0008]其中，纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氧化铝和纳米二氧化钛，粒径为20
‑
100nm。
[0009]进一步限定，固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、二氨基二苯甲烷、聚醚胺D
‑
230/D
‑
400以及聚二甲基硅氧烷配套固化剂中的至少一种。
[0010]本专利技术公开的一种耐磨超疏水纳米复合涂层制备方法，具体包括如下步骤：
[0011]步骤1：将疏水树脂、固化剂、不同粒径的石英砂和纳米颗粒加入到稀释剂中，利用超声乳化和高速剪切使颗粒、固化剂与疏水树脂混合均匀；
[0012]步骤2：采用喷涂法将步骤1得到的混合液喷涂、干燥后加热固化得到具有微纳米结构的颗粒；
[0013]步骤3：将步骤2得到的颗粒与纳米颗粒、疏水树脂、固化剂和稀释剂混合，利用超声乳化和高速剪切使其充分混合，得到涂料；
[0014]步骤4：将涂料涂覆在基板上，加热固化，得到机械耐久的超疏水纳米涂层。
[0015]其中，稀释剂为乙酸乙酯、乙醇、N.N
‑
二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环己烷和丙酮中的至少一种。
[0016]进一步限定，步骤1中，疏水树脂占除稀释剂外总含量的5～20％,纳米颗粒占除稀释剂外总质量的10～30％，稀释剂占总质量的为40～90％。
[0017]进一步限定，步骤3中，制备得到的喷涂颗粒占除稀释剂质量的50～80％，疏水树脂占除稀释剂质量的20～50％,纳米颗粒与树脂的质量比为0～0.3：1，稀释剂占总质量的30～70％。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019]由于纳米颗粒是构筑超疏水材料的重要原料，但纳米颗粒含量过高会大幅影响涂层的力学性能以及耐久性。本专利技术以便宜易得的石英砂、刚玉等颗粒和树脂相混合，采用喷涂法便可制备出同时具有微纳米结构的疏水颗粒。将其作为超疏水涂层的主要构筑材料可大大减少纳米颗粒的使用量。并且，坚固的刚玉和石英砂颗粒可以防止涂层的进一步破坏，从而提高涂层的耐久性。同时，喷涂颗粒与疏水树脂共混时，再加入纳米颗粒，则对树脂进行增强，进一步降低涂层在摩擦时的磨损率，从而提高涂层的耐久性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0021]图1为本专利技术使用喷涂法制备颗粒的微观形貌。
[0022]图2为本专利技术使用喷涂法制备颗粒的粒径分布曲线。
[0023]图3为本专利技术不同配方所制备涂层的疏水性能
[0024]图4为本专利技术制备案例一所制备涂层的表面微观形貌。
[0025]图5本专利技术制备案例一所制备涂层在500g载荷下，180目砂纸摩擦过程中，疏水性和磨损率的变化情况。
具体实施方式
[0026]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。
[0027]实施例一
[0028]本实施例公开了一种耐磨超疏水纳米复合涂层，所述复合涂层以疏水树脂为粘合剂，填料为具有微纳结构的颗粒以及纳米颗粒；
[0029]所述疏水树脂为疏水环氧树脂或者聚二甲基硅氧烷以及固化剂；所述具有微纳结构的颗粒由不同粒径的石英砂、刚玉和聚四氟乙烯颗粒中的一种或者几种混合构成，再与树脂和稀释剂混合，经由喷涂得到颗粒；所述纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米二氧化钛中的一种或者几种。
[0030]其中，纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氧化铝和纳米二氧化钛，粒径为20
‑
100nm。
[0031]进一步限定，固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、二氨基二苯甲烷、聚醚胺D
‑
230/
D
‑
400以及聚二甲基硅氧烷配套固化剂中的至少一种。
[0032]另外，本实施例还公开了一种耐磨超疏水纳米复合涂层制备方法，具体包括如下步骤：
[0033]步骤1：将疏水树脂、固化剂、不同粒径的石英砂和纳米颗粒加入到稀释剂中，利用超声乳化和高速剪切使颗粒、固化剂与疏水树脂混合均匀；
[0034]步骤2：采用喷涂法将步骤1得到的混合液喷涂、干燥后加热固化得到具有微纳米结构的颗粒；
[0035]步骤3：将步骤2得到的颗粒与纳米颗粒、疏水树脂、固化剂和稀释剂混合，利用超声乳化和高速剪切使其充分混合，得到涂料；
[0036]步骤4：将涂料涂覆在基板上，加热固化，得到机械耐久的超疏水纳米涂层。
[0037]其中，稀释剂为乙酸乙酯、乙醇、N.N
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二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环己烷和丙酮中的至少一种。
[0038]进一步限定，步骤1中，疏水树脂占除稀释剂外总含量的5～20％,纳米颗粒占除稀释剂外总质量的10～30％，稀释剂占总质量的为40～90％。
[0039]进一步限定，步骤3中，制备得到的喷涂颗粒占除稀释剂质量的50～80％，疏水树脂占除稀释剂质量的20～50％,纳米颗粒与树脂的质量比为0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨超疏水纳米复合涂层，其特征在于：所述复合涂层以疏水树脂为粘合剂，填料为具有微纳结构的颗粒以及纳米颗粒；所述疏水树脂为疏水环氧树脂或者聚二甲基硅氧烷以及固化剂；所述具有微纳结构的颗粒由不同粒径的石英砂、刚玉和聚四氟乙烯颗粒中的一种或者几种混合构成，再与树脂和稀释剂混合，经由喷涂得到颗粒；所述纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米二氧化钛中的一种或者几种。2.根据权利要求1所述的一种耐磨超疏水纳米复合涂层，其特征在于：纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米氧化铝和纳米二氧化钛，粒径为20
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100nm。3.根据权利要求1所述的一种耐磨超疏水纳米复合涂层，其特征在于：固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、二氨基二苯甲烷、聚醚胺D
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230/D
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400以及聚二甲基硅氧烷配套固化剂中的至少一种。4.一种耐磨超疏水纳米复合涂层制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1：将疏水树脂、固化剂、不同粒径的石英砂和纳米颗粒加入到稀释剂中，利用超声乳化和高速剪...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴彬瑞，赵奇志，符飞燕，徐冬，王克军，叶正伟，
申请(专利权)人：中国人民解放军六一六九九部队，
类型：发明
国别省市：