[发明专利]基于超疏水二氧化硅与树脂的超疏水涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及超疏水涂层，更具体涉及一种超疏水涂层的制备方法。

背景技术

固体材料表面的浸润性是材料表面性质的一个主要方面，在催化、涂层、防水、生物医用材料等领域都起着重要的作用。近年来，受荷叶效应的启发，表面与水接触角大于150°的超疏水材料引起了广泛的关注。超疏水涂料可以避免固体表面沾水，进而减少表面与水的化学反应，也可减少阻力，并且有自我清洁功能。可应用于建筑物、轮船、鱼雷、玻璃、卫星天线、雷达等产品。

目前超疏水涂料都是以纳米颗粒与树脂混合，加入一定量的偶联剂制备出超疏水涂料。例如，专利申请号为200610105319.6的超疏水自清洁涂料专利中提到，由聚四氟乙烯粉作为填料，加入到聚氨酯的丙酮溶液中，再加入硅烷偶联剂，制得超疏水涂料。专利申请号为201110310590.4的一种超疏水丙烯酸树脂涂料中提到，将两种粒径不同的纳米材料混合，加入到丙烯酸的混合溶剂当中，再加入十七氟三甲氧基乙氧基硅烷制备出了超疏水涂料。如专利申请号为200810061480.7的一种环氧树脂超疏水涂层的制备方法中提到，将二氧化硅纳米颗粒用带氨基的硅烷偶联剂修饰，加入环氧树脂和疏水剂，搅拌后制得超疏水涂料。

但是现有技术制得的涂层的强度和耐磨性较差。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种基于超疏水二氧化硅与树脂的超疏水涂层的制备方法，将树脂涂在载玻片上作为基底，将超疏水二氧化硅粘到树脂上，树脂固化后制得超疏水涂层。

在一些实施方式中，树脂采用硅树脂或环氧树脂或聚氨酯树脂或醇酸树脂。

在一些实施方式中，超疏水二氧化硅通过重力植砂法或静电植砂法或涂覆法粘到所述树脂上。

在一些实施方式中，超疏水二氧化硅为粒径小于75微米的烷基硅氧烷或粒径小于75微米的全氟烷基硅氧烷。

在一些实施方式中，涂层接触角大于或等于150°，涂层的滚动角小于或等于10°

本发明制备的超疏水涂层由基底树脂和表层超疏水二氧化硅层组成。超疏水二氧化硅层是超疏水材料，磨掉表面后，余下的超疏水二氧化硅层依然具有与原来一样的超疏水性能。例如，当超疏水涂层被污染后，只要将其表面层刮掉，即可恢复超疏水功能。由于本发明的超疏水涂层具有基底树脂，所以同时也可以达到防水的作用。

附图说明

图1是实施例一所制得的硅树脂超疏水涂层表面水接触角状态图；

图2是实施例二所制得的环氧树脂超疏水涂层表面水接触角状态图；

图3是实施例三所制得的聚氨酯树超疏水涂层表面水接触角状态图；

图4是实施例四所制得的醇酸树脂超疏水涂层表面水接触角状态图；

图5是实施例五所制得的硅树脂超疏水涂层表面水接触角状态图；

图6是实施例六所制得的硅树脂超疏水涂层表面水接触角状态图；

图7是实施例七所制得的硅树脂超疏水涂层表面水接触角状态图；

图8是实施例八所制得的硅树脂超疏水涂层表面水接触角状态图。

具体实施方式

实施例一

将固含量为50％的硅树脂涂到1×5厘米的载玻片上作为基底，涂层厚度为0.5毫米。

在100mL工业纯的甲醇中加入10mL甲基三甲氧基硅烷，加入0.1mol/L的草酸5mL，搅拌10分钟，静置3小时，再加入10mL的浓度为25％的氨水，搅拌10分钟，静置12小时。将过滤得到的白色沉淀，用乙醇洗涤两次，80℃干燥5小时。将所得到的颗粒研磨，用200目的筛网过滤，制得粒径小于75微米的甲基修饰白色超疏水二氧化硅颗粒，即烷基硅氧烷。

采用重力植砂法将超疏水二氧化硅粘到树脂上。即，使烷基硅氧烷颗粒从载玻片正上方5厘米的高处落在涂有硅树脂的载玻片上，使得烷基硅氧烷颗粒全部覆盖硅树脂的表面，在硅树脂的表面形成一层烷基硅氧烷颗粒。上述载玻片上的树脂在常温下固化24小时，制得超疏水涂层。如图1所示，所制得的涂层用SL200B接触角测试仪测得接触角为151°，滚动角为10°。

实施例二

将固含量为30％的环氧树脂涂到1×5厘米的载玻片上作为基底，涂层厚度为0.4毫米。