【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超疏水涂料领域，特别涉及一种具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂料的制备。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、涂层作为材料与外界环境的媒介，常常需要定期维护和保养，但这会引起许多能耗。为了实现低能源消耗，材料表面对自清洁性、化学惰性、长耐久性以及安全性有着很高的要求。令人感兴趣的是，超疏水表面在自清洁、油水分离、抗腐蚀、防结冰、减阻等领域受到学术界和各行业的极大关注。通常，为了实现低表面能，大多都采用氟碳官能团作为一种重要的候选材料。ma等人提出了一种高效的多氟化策略，通过长链全氟环氧树脂(pfep)和四氟苯基环氧树脂(fep)来制备超疏水纳米复合材料，该新策略为大规模制备鲁棒性、多响应性、超疏水和疏油材料提供了有效的指导。不幸的是，由于长链氟碳官能团的毒性、生物蓄积性和持久性，可能会引起一系列人体健康和环境问题。因此，采用无氟的化学试剂来实现超疏水涂层是非常理想和必要的。近年来，有机硅烷以其低成本、独特的多面体分子结构和低表面能等特性，成为构建无氟超疏水材料的热点。zhang等人采用有机硅烷/al2o3纳米颗粒(pos/al2o3nps)，制备了一种简单、可扩展、无氟且可喷涂的超疏水和超疏油涂层，该涂层在自清洁、耐腐蚀和防烫伤等各个领域都有很好的应用前景。虽然无氟超疏水涂层可以解决自清洁性、耐久性等一些问题，但为增强材料的安全性，延长使用寿命，如何将超疏阻燃集于一体仍是
3、到目前为止，最有效、应用最广泛的阻燃物质都含卤、含甲醛，但由于其对人类和环境的有害影响而逐渐被淘汰。有机磷系阻燃剂由于其低烟、低卤、无卤等优点成为替代品。gu等人将多巴胺(pda)沉积在接枝有乙烯基膦酸铵(amvp)的阻燃棉织物上。然后通过pda中儿茶酚的还原性，抗菌银纳米颗粒(agnps)在织物表面原位生长。随后，织物经pdms涂覆后获得优异阻燃、抗菌、超疏水和自清洁性能。barthwal等人采用溶胶-凝胶法制备mwcnts/zno复合材料，将其分散在pdms溶液中并在pdms聚合后在基底上形成坚固的涂层。该涂层具有超疏水性(wca:156°)和阻燃性能，但该涂层的机械性能还有待提高。集超疏水性能和阻燃性能于一体的涂层尽管取得了广泛的进展，但大多都采用长链氟碳或者基底本身具有一定的粗糙度，例如棉布等，这对涂层的安全性和适用性构成了严重限制，且涂层的鲁棒性也应该得到提升。综上所述，开发一种协同设计策略，具有优越的鲁棒性和广泛的功能，包括机械化学强度、长耐久性、自清洁性以及阻燃性，这是迄今为止存在的挑战。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂料的制备及应用。本专利技术利用季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯(petmp)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(gma)和甲基丙烯酸十八酯(sma)通过巯基-烯点击反应在同一分子中引入环氧化物和长碳疏水性基团。长烷基链提供了较低的表面能，固化后环氧基形成了很强的交联网络，提高了基材与涂层之间的结合强度，从而提高了涂层的力学性能。将苯基膦酸加入到缩水甘油酯醚氧丙基笼型聚己基氧氧氧烷(gposs)中达到阻燃效果，gposs中的环氧基在固化后可以提高与基材层和疏水层的结合强度。该涂层具有优异的防污性能、耐久性、化学稳定性、防结冰性能以及阻燃性能，可为设计具有特殊性能的耐用、可扩展的超疏水材料提供一种新的策略。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的第一个方面，提供了一种具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂料，包括：溶剂a、溶剂b、溶剂c；
4、所述溶剂a的制备方法包括：
5、将gposs与苯膦酸、as在溶剂中混合，水浴加热一定时间，即得；
6、所述溶剂b的制备方法包括：
7、将gma与petmp在溶剂中混合均匀，在光引发剂存在下，紫外固化，得到t-nosma；
8、将所述t-nosma与sio2、tio2、固化剂在溶剂中混合均匀，即得；
9、所述溶剂c的制备方法包括：
10、将gma、petmp与sma在溶剂中混合均匀，在光引发剂存在下，紫外固化，得到t-sma；
11、将所述t-sma与疏水改性的sio2和tio2粒子在溶剂中混合均匀，即得。
12、在一些实施方式中，所述gposs与苯膦酸的质量比为0.16：0.24-0.28。
13、在一些实施方式中，所述gposs与as的质量体积比为0.16g：0.07-0.08ml。
14、在一些实施方式中，所述gma与petmp的摩尔比为4：1-1.2。
15、在一些实施方式中，所述t-nosma与sio2、tio2的质量比为1：2.5-3：2.5-3。
16、在一些实施方式中，所述gma、petmp、sma的摩尔比为3：1-1.2：1-1.2。
17、在一些实施方式中，所述t-sma与疏水改性的sio2和tio2粒子的质量比为1.25：0.8-0.9。
18、在一些实施方式中，所述光引发剂为dmpa；
19、在一些实施方式中，所述固化剂为2-甲基咪唑。
20、本专利技术的第二个方面，提供了上述的无氟超疏水涂料制备的具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂层，由下到上包括：
21、底层，由溶剂a固化而得；
22、中层，由溶剂b固化而得；
23、顶层，由溶剂c固化而得。
24、在一些实施方式中，基底材料选自铜片、铝片、卡纸、木材、玻璃。
25、本专利技术的第三个方面，提供了上述的无氟超疏水涂料在提高基体机械性能、耐腐蚀性、阻燃性能、防/除冰性能、隔热性能、极端环境下耐久性中的应用。
26、本专利技术的有益效果
27、(1)本专利技术利用petmp、gma和sma，在紫外照射下引发点击反应，成功制备了t-sma和t-nosma。由于加入微纳米粒子，涂层具有优异的超疏水性能，其最大接触角为165°。gposs中添加含磷物质，使得其具有杰出的阻燃性能。二者相互作用，采用一种简单、喷涂的方法成功制得了集无氟超疏阻燃于一体的多功能涂层。该涂层可以作用于不同的基底，在一系列的防污实验中表现出良好的自洁性。此外涂层经过一系列机械应力(高达4000次插沙测试；600次胶带剥离；250次taber磨损测试；7小时超声循环)后，仍具有优异的耐久性。通过在不同ph溶液和有机溶液中浸泡，在严苛醋酸盐雾条件下腐蚀，证明了涂层的化学稳定性。涂层在除/抗结冰也表现出优异的性能。本专利技术可为设计具有特殊性能的耐用、可扩展的超疏水材料提供一种新的策略。
28、(2)本专利技术制备方法简单、实用性强，易于推广。
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1.一种具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂料，其特征在于，包括：溶剂A、溶剂B、溶剂C；
2.如权利要求1所述的具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂料，其特征在于，所述GPOSS与苯膦酸的质量比为0.16：0.24-0.28；
3.如权利要求1所述的具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂料，其特征在于，所述GMA与PETMP的摩尔比为4：1-1.2。
4.如权利要求1所述的具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂料，其特征在于，所述T-noSMA与SiO2、TiO2的质量比为1：2.5-3：2.5-3。
5.如权利要求1所述的具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂料，其特征在于，所述GMA、PETMP、SMA的摩尔比为3：1-1.2：1-1.2。
6.如权利要求1所述的具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂料，其特征在于，所述T-SMA与疏水改性的SiO2和TiO2粒子的质量比为1.25：0.8-0.9。
7.如权利要求1所述的具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂料，其特征在于，所述光引发剂为DMPA；
8.权利要求1-7任一项所述的无氟超疏水涂
9.权利要求8所述的具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂层，其特征在于，基底材料选自铜片、铝片、卡纸、木材、玻璃。
10.权利要求1-7任一项所述的无氟超疏水涂料在提高基体机械性能、耐腐蚀性、阻燃性能、防/除冰性能、隔热性能、极端环境下耐久性中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂料，其特征在于，包括：溶剂a、溶剂b、溶剂c；
2.如权利要求1所述的具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂料，其特征在于，所述gposs与苯膦酸的质量比为0.16：0.24-0.28；
3.如权利要求1所述的具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂料，其特征在于，所述gma与petmp的摩尔比为4：1-1.2。
4.如权利要求1所述的具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂料，其特征在于，所述t-nosma与sio2、tio2的质量比为1：2.5-3：2.5-3。
5.如权利要求1所述的具有优异阻燃性能的无氟超疏水涂料，其特征在于，所述gma、petmp、sma的摩尔比为3：1-1.2：1-1.2。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶芙蓉，任方圆，刘海龙，尚盈，刘利彬，崔月芝，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：
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