[发明专利]三元乙丙橡胶一体化超双疏耐腐蚀涂层及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种三元乙丙橡胶一体化超双疏耐腐蚀涂层及其制备工艺，本发明通过在三元乙丙橡胶中添加纳米氧化铝，利用交联剂‑环氧树脂、改性剂‑正丁醇和变质剂‑纳米助剂将三元乙丙橡胶分子链中连接纳米氧化铝粒子，形成具有高硬度、耐酸雾腐蚀、结合力强且兼具超双疏特性的“微米三元乙丙橡胶‑纳米氧化铝结构”，可有效耐酸雾、碱腐蚀。该结构由三元乙丙橡胶乳液与纳米级改性氧化铝形成微小尺寸的“微米三元乙丙橡胶‑纳米氧化铝结构”，利用纳米级氧化铝的光催化作用，与三元乙丙橡胶橡胶本身耐候性，实现本发明制备的超双疏涂层耐腐蚀性能的显著提高，耐酸雾腐蚀时间不小于100h，同时涂层的结合力、强度等均满足使用要求。

技术领域

本发明涉及超双疏复合涂层领域，特别涉及三元乙丙橡胶一体化超双疏耐腐蚀涂层及其制备工艺。

背景技术

自古以来，荷叶就被认为是纯洁的象征，这是由于水滴在荷叶表面铺展不了，而是呈球形或椭球形，导致水滴很容易滚动，同时带走荷叶表面的尘土和污染物来保持清洁。这就是所谓的自清洁效应，如图1所示。

润湿性与表面张力以及表面自由能息息相关。液体的表面张力是指作用于液体表面单位长度上使液体收缩的力。在表面张力的作用下，液体具有缩小表面的倾向，因此常见的一些液滴是呈球形的，譬如雨滴、肥皂泡等。表面自由能是指物质表面所具有的内能。无论是液体还是固体，生成一个新表面，就必然需要环境对其做功，该功就转变成了表面自由能。

由于大多数污染物都是油溶性的，因此，具有超双疏性质的自清洁表面，比仅具超疏水效果的表面有更大的市场应用前景。

通过对表面化学组成和微观粗糙结构的巧妙设计，目前已有制备超双疏涂层的相关文献报道。超双疏表面的设计方案主要基于以下两种原理:一是依靠氟原子迁移至表面，使表面具有极低的表面能，油污不易在其表面粘接；二是依靠光催化降解作用，使有机油污分解。超疏水表面在使用过程中，当受到磨损或油污污染微观结构遭到破坏时，表面粗糙度会降低，从而引起接触角减小；另外，表面磨损也会使低表面能物质逐渐减少，表面的化学组成发生改变，导致超疏水表面的疏水性能降低或丧失。

Yao Lu(Robust self-cleaning surfaces that function when exposed toeither air or oil,Science,2015,347(6226):1132-1135)等发现通过在基体材料表面刷涂双面胶，后再表面喷涂改性氧化铝，获得具有优异耐磨性的超双疏涂层，但其需通过两步操作：1，基体喷涂双面胶(类似底漆)；2，在双面胶表面喷涂改性氧化铝(类似面漆)。对于长距离、大表面的基体材料，此种操作易对底漆造成破坏，从而降低了超双疏涂层的使用性能。

目前三元乙丙橡胶超双疏涂层存在耐腐蚀性能差、工艺要求高、结合力低等不足和问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐腐蚀性能强、操作简单、一体化、耐腐蚀的三元乙丙橡胶一体化超双疏耐腐蚀涂层及其制备工艺，以克服现有技术中的缺点和不足，实现三元乙丙橡胶超双疏涂层的普及和通用。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

首先，本发明提供一种三元乙丙橡胶超双疏涂层乳浊液的制备方法，包括以下步骤：

(1)加热并搅拌三元乙丙橡胶乳液，使乳液分子链充分开启；

(2)将步骤(1)中获得的三元乙丙橡胶乳液中添加正丁醇和N,N-二甲基乙酰胺，获得三元乙丙橡胶稀释乳液，然后加入环氧树脂，搅拌；

(3)将步骤(2)获得的三元乙丙橡胶和环氧树脂混合溶液与二甲基酰砜混合，添加甲醇溶解成胶状物，然后进行超声分散；

(4)向步骤(3)中获得的溶液中加入纳米氧化铝粒子、纳米助剂和四氯化碳，加热并搅拌；

(5)二氯乙烷和乙酸异戊酯混合；