System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种超疏水涂层及其制备方法和应用技术_技高网

一种超疏水涂层及其制备方法和应用技术

技术编号:43354736 阅读:18 留言:0更新日期:2024-11-19 17:41
本发明专利技术公开了一种超疏水涂层及其制备方法和应用,涉及涂层领域。本申请通过含氟聚合物和陶瓷粉末的粒径和混合比进行调整,采用喷雾干燥技术制备含氟聚合物和陶瓷粉末的混合物,并结合热喷涂技术,实现了涂层的制备,制备获得的涂层具有超疏水性能和高耐磨性,能够在长时期磨损后仍然具有超疏水特性。该制备方法具有高效、低成本和易实施等优点,且重复性好,可广泛应用于表面防腐、自清洁和防污等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涂层领域,具体而言,涉及一种超疏水涂层及其制备方法和应用


技术介绍

1、超疏水涂层因其具有优异的拒液性在防腐蚀、自清洁、油水分离和流体减阻等领域有重要应用价值而受到广泛关注。超疏水表面不仅具有自清洁功能,还具有防腐蚀及防生物附着、防覆冰及防霜等特殊功能。因此,在海洋舰船及海洋平台表面防护、电力输送户外设备及建筑等领域都具有广阔的应用前景。

2、然而,目前超疏水材料并没有取得广泛的应用,主要原因在于人工制备的超疏水表面不同于自然界中的超疏水表面。目前制备超疏水涂层多采用化学方法(例如,溶胶凝胶法、静电纺丝法及聚合物浇筑法等)制备低表面能有机超疏水涂层或仿生微凸体结构。以上制备超疏水涂层存在两方面问题:一方面,有机疏水涂层制备方法步骤虽然工艺简单、易操作,但制备的涂层结合力差、不耐冲击、环境适应性差,常面临涂层粉化、起泡、开裂以及疏水功能下降等问题。另一方面,由于超疏水表面脆弱的微纳米结构使其抗机械损伤能力尤其是耐磨性能较差。人工超疏水表面所需的微纳尺寸在受到服役环境中的外来物体接触、碰撞、弯曲、特别是摩擦作用时,自身结构的损坏会导致超疏水特性的下降甚至消失。

3、超疏水涂层在实际应用中面临着一定挑战,主要源于其外部疏水表面的易磨损特性。这一特性导致超疏水涂层的持久性和稳定性受到影响,从而限制了其在各领域中的广泛应用。

4、鉴于此,特提出本专利技术。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种超疏水涂层及其制备方法和应用。

2、本专利技术是这样实现的:

3、第一方面,本专利技术实施例提供了一种超疏水涂层的制备方法,其包括:将含氟聚合物与陶瓷粉末混合后获得的浆料进行雾化干燥,获得复合粉末;采用热喷涂技术在基材上沉积所述复合粉末,以形成超疏水涂层;

4、其中,所述陶瓷粉末和所述含氟聚合物的体积比为1:(0.25~0.75),所述陶瓷粉末的粒径为0.5~5 μm,所述含氟聚合物的粒径为50~250 nm。

5、第二方面,本专利技术实施例提供了一种超疏水涂层,其由前述实施例所述的制备方法制备获得。

6、第三方面,本专利技术实施例提供了如前述实施例所述的制备方法在制备具有超疏水、耐磨、防腐、防污和自清洁的任意一种功能或多种功能一体化产品中的应用。

7、本专利技术具有以下有益效果:

8、(1)采用喷雾干燥技术制备均匀的含氟聚合物和陶瓷粉末的混合物,该制备方法简单高效,在保证超涂层疏水性能的同时又赋予其良好的耐磨性能。

9、(2)通过对含氟聚合物和陶瓷粉末的粒径和混合比进行调整,使得制备获得的涂层在具有超疏水性能的同时具有耐磨防腐性能;

10、(3)通过热喷涂技术,实现含氟聚合物和陶瓷复合涂层的层层累积构建,且陶瓷与聚合物间形成纳米尺度过渡层,大大增强了涂层的结合力。这种涂层结构赋予了涂层优异的耐磨性,外层磨损脱落后,内部依然可以保持疏水功能,使整个涂层长久有效保证疏水能力。

11、(4)本申请制备获得的涂层应用于摩擦工况时,涂层内硬质陶瓷成分力学性能良好,可有效抵抗机械损伤,尤其是摩擦磨损方面。

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【技术保护点】

1.一种超疏水涂层的制备方法,其特征在于,其包括:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,与所述陶瓷粉末混合的所述含氟聚合物为含氟聚合物乳液,所述含氟聚合物乳液中,含氟聚合物的质量分数为45%~65%。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述含氟聚合物包括:可溶性聚四氟乙烯、聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯中的任意一种或多种;

4.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述浆料中还包括:分散剂、粘结剂和水中的任意一种或多种。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述分散剂包括聚丙烯酸,所述分散剂在所述浆料中的质量分数为2%~3%。

6.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述雾化干燥的条件包括:雾化压力为2~3bar,雾化气流为5~7m3/h,进口温度为240~250℃,出口温度为110~120℃。

7.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述热喷涂的参数为:喷枪功率为40~50 kW,电流为450~650 A;工作气体流量为Ar:30~45 splm,H2:4~12 slpm,粉末送粉速率:25~60 g/min;喷涂距离:90~140 mm,等离子枪水平方向运动,运动速度:500~1000 mm/s。

8.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述基材为织物、金属、玻璃、木材、陶瓷、纸张、塑料或橡胶。

9.一种超疏水涂层,其特征在于,其由权利要求1~8任一项所述的制备方法制备获得。

10.如权利要求1~8任一项所述的制备方法在制备具有超疏水、耐磨、防腐、防污和自清洁中的任意一种功能或多种功能一体化的产品中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种超疏水涂层的制备方法,其特征在于,其包括:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,与所述陶瓷粉末混合的所述含氟聚合物为含氟聚合物乳液,所述含氟聚合物乳液中,含氟聚合物的质量分数为45%~65%。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述含氟聚合物包括:可溶性聚四氟乙烯、聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯中的任意一种或多种;

4.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述浆料中还包括:分散剂、粘结剂和水中的任意一种或多种。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述分散剂包括聚丙烯酸,所述分散剂在所述浆料中的质量分数为2%~3%。

6.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述雾化干燥的条件包括:雾化压力为2~3bar,雾化气流为5~7m3/h,进...

【专利技术属性】
技术研发人员:李双建范秀娟何春艳吕环祥王超张小锋毛杰邓春明邓畅光刘敏
申请(专利权)人:广东省科学院新材料研究所
类型:发明
国别省市:

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