一种金属基底的超疏水防垢防腐复合涂层制备方法技术

本发明专利技术属于超疏水表面材料制备技术领域，具体公开了一种金属基底的超疏水防垢防腐复合涂层制备方法，以TiO2晶须为填料，将PAO吸附至超疏水PVDF涂层中，制得超疏水防垢防腐复合涂层PAO/PVDF/TiO2；本发明专利技术采用简单喷涂方法，利用仿生学原理，在Q235钢板表面构建微米

【技术实现步骤摘要】
一种金属基底的超疏水防垢防腐复合涂层制备方法


[0001]本专利技术涉及超疏水表面材料制备
，特别是一种金属基底的超疏水防垢防腐复合涂层制备方法。

技术介绍

[0002]超疏水涂层是一种有效的防护材料，近年来在自清洁、防垢、防腐及减阻等众多领域备受关注。超疏水涂层表面特殊的微米
‑
纳米结构能截留和捕获空气，并在涂层表面形成空气膜延缓或阻止CaCO3的沉积；超疏水涂层空气膜可以有效地阻隔水溶液及腐蚀性介质渗入，起到腐蚀防护的作用，若同一涂层材料界面同时具有优异防垢防腐性能，将会有更广泛的应用前景，然而依赖超疏水涂层与介质之间的空气膜远不能达到对防垢、防腐的需求。
[0003]中国专利申请号201610678923.1公开了一种TiO2/含氢硅油超疏水防腐涂层的制备方法，步骤包括TiO2改性、有机/无机复合和制备超疏水防腐复合涂层。然而，硅油的价格相对低廉，但高温下硅油易于与强氧化剂发生反应，且在强酸或强碱作用下硅油中的Si
‑
O键很容易发生断裂。
[0004]中国专利申请号201810938332.2公开了一种TiO2丙烯酸树脂超疏水涂层及其制备方法，所述涂层由底漆、面漆、疏水层依次涂覆形成，所述底漆为丙烯酸底漆，所述面漆为丙烯酸面漆，所述疏水层由改性纳米二氧化钛的悬浮液喷涂而成。但是上述制备的超疏水涂层仅仅提高涂层耐磨性能和疏水性，不具有防腐防垢效果。
[0005]因此，亟待开发一种金属基底的超疏水防垢防腐复合涂层制备方法。

技术实现思路
/>[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种金属基底的超疏水防垢防腐复合涂层制备方法。
[0007]为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：
[0008]一种金属基底的超疏水防垢防腐复合涂层制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0009]S1、对金属基底表面进行打磨，以去除表面的氧化膜；然后清洗打磨后的金属基底，以去除表面污垢和油脂；
[0010]S2、取0.3g TiO2晶须和0.2mL氟硅烷ODTMS加入10mL无水乙醇中，磁力搅拌1h后再超声分散30min，之后置于室温下反应15h得到TiO2分散液；将0.7g聚偏二氟乙烯PVDF和0.3g全氟乙烯丙烯共聚物FEP加入上述TiO2分散液中，超声分散30min后喷涂在金属基底表面；固化后制备得到PVDF/TiO2涂层；
[0011]S3、取0.2g聚α
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烯烃PAO加入10mL无水乙醇中超声分散20min后喷涂于PVDF/TiO2涂层表面，80℃真空干燥1h制备得到超疏水防垢防腐复合涂层PAO/PVDF/TiO2。
[0012]进一步地，所述步骤S1中，依次用800目、1000目、1200目和2000目砂纸对金属基底表面进行打磨。
[0013]进一步地，所述步骤S1中，打磨后的金属基底放入无水乙醇中超声清洗10min。
[0014]进一步地，所述步骤S2中，固化是在180℃条件下停留90min。
[0015]与现有技术相比，本专利技术以TiO2晶须为填料，将PAO吸附至超疏水PVDF涂层中，制得超疏水防垢防腐复合涂层PAO/PVDF/TiO2；本专利技术采用简单喷涂方法，利用仿生学原理，在Q235钢板表面构建微米
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纳米结构，通过真空吸附将PAO预储存至超疏水涂层，制备得到具有机械性能强、防垢防腐性能优异、稳定性良好的超疏水复合涂层界面，达到长期防垢防垢目的。
附图说明
[0016]图1为不同涂层的电镜图：a1、a2为PVDF/TiO2涂层；b1、b2为超疏水PVDF/TiO2涂层；c1、c2为PAO/PVDF/TiO2涂层。
[0017]图2为ODTMS改性TiO2的红外光谱。
[0018]图3为PVDF/TiO2涂层、超疏水PVDF/TiO2涂层和超疏水PAO/PVDF/TiO2涂层红外光谱。
[0019]图4为PVDF/TiO2涂层、超疏水PVDF/TiO2涂层和超疏水PAO/PVDF/TiO2涂层表面CaCO3结垢量随时间的变化。
[0020]图5为结垢48h后不同涂层的XRD谱图：a为PVDF/TiO2涂层；b为超疏水PVDF/TiO2涂层；c为PAO/PVDF/TiO2涂层。
[0021]图6为结垢48h后不同涂层的XRD谱图：a为PVDF/TiO2涂层；b为超疏水PVDF/TiO2涂层；c为PAO/PVDF/TiO2涂层。
[0022]图7为结垢48h后不同涂层的电镜图：a1、a2为PVDF/TiO2涂层；b1、b2为超疏水PVDF/TiO2涂层；c1、c2为PAO/PVDF/TiO2涂层。
[0023]图8为PVDF/TiO2涂层、超疏水PVDF/TiO2涂层和PAO/PVDF/TiO2涂层表面结垢48h后CaCO3同质异构体摩尔分数。
[0024]图9为超疏水PVDF/TiO2涂层和PAO/PVDF/TiO2涂层的防垢机理示意图。
[0025]图10为不同涂层的的照片、电镜图及EDS：a，b，c为在3.5％NaCl溶液中浸泡150d后的PVDF/TiO2涂层；d，e，f为超疏水PVDF/TiO2涂层；g，h，i为PAO/PVDF/TiO2涂层。
[0026]图11为不同涂层的Nyquist图：a为在3.5％NaCl溶液中浸泡后的PVDF/TiO2涂层；b为超疏水PVDF/TiO2涂层；c为PAO/PVDF/TiO2涂层。
[0027]图12为不同涂层的Bode图和相角图：a1，a2为在3.5％NaCl中浸泡后的PVDF/TiO2涂层；b1，b2为超疏水PVDF/TiO2涂层；c1，c2为PAO/PVDF/TiO2涂层。
[0028]图13为涂层的等效电路模型。
[0029]图14为不同防腐机理示意图：a，b为超疏水PVDF/TiO2涂层；c，d为超疏水PAO/PVDF/TiO2涂层。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定专利技术。
[0031]以下实施例所用到的主要实验材料和试剂如表1所示。
[0032]表1
[0033][0034]使用的仪器和设备如表2所示。
[0035]表2
[0036][0037]其他原料或试剂均为市购，其具体来源不再赘述。
[0038]实施例1
[0039]S1、取2cm
×
8cm
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1mm和6cm
×
6cm
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1mm Q235钢板，依次用800目、1000目、1200目和2000目砂纸进行打磨，去除表面的氧化膜；然后将打磨后的金属基底放入无水乙醇中超声清洗10min，以去除表面污垢和油脂；
[0040]S2、取0.3g TiO2晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属基底的超疏水防垢防腐复合涂层制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对金属基底表面进行打磨，以去除表面的氧化膜；然后清洗打磨后的金属基底，以去除表面污垢和油脂；S2、取0.3gTiO2晶须和0.2mL氟硅烷ODTMS加入10mL无水乙醇中，磁力搅拌1h后再超声分散30min，之后置于室温下反应15h得到TiO2分散液；将0.7g聚偏二氟乙烯PVDF和0.3g全氟乙烯丙烯共聚物FEP加入上述TiO2分散液中，超声分散30min后喷涂在金属基底表面；固化后制备得到PVDF/TiO2涂层；S3、取0.2g聚α
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烯烃PAO加入10mL无水乙醇中超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱慧娟，朱明亮，张丽，侯志峰，王超，黄金，李丽敏，鲁聪颖，康健，罗忠贵，高清河，
申请(专利权)人：大庆师范学院，
类型：发明
国别省市：