[发明专利]一种具有微纳米沟槽结构的低表面能材料及其制备方法

说明书

一种具有微纳米沟槽结构的低表面能材料及其制备方法，本发明涉及低表面能材料及其制备方法。本发明是要解决现有的有机硅树脂低表面能材料与基体间附着力差、耐溶剂性能差、固化时间长及有机氟树脂的低表面能材料价格昂贵、工艺复杂的技术问题。本发明的材料为独立包装的A、B双组分组成，A组分为环氧化端羟基聚丁二烯型聚氨酯、用硅烷偶联剂处理过的玄武岩鳞片纤维的混合物，B组分是固化剂。制法：一、制备环氧化端羟基聚丁二烯型聚氨酯；二、用硅烷偶联剂处理玄武岩鳞片纤维：三、将环氧化端羟基聚丁二烯型聚氨酯脱泡，加入用硅烷偶联剂处理过的玄武岩鳞片纤维，混合均匀为A组分；B组份单独包装。本发明是材料的静态水接触角可达110°以上，可用于防腐领域。

技术领域

本发明涉及低表面能材料及其制备方法，它属于功能材料领域技术。

背景技术

海洋环境是十分严酷的腐蚀环境，船舶长期处于这样的海洋环境中，腐蚀极其严重，而材料一直是其最主要的防污和防腐手段。海洋防腐和防污材料是构成海洋材料的基础。船体材料在海洋环境中主要会受到化学腐蚀、电化学腐蚀、空泡腐蚀及海洋生物腐蚀，严重影响船舶的寿命及使用性能。低表面能材料能够减少海洋生物附着，能够提高防腐能力。现有的低表面能材料有有机硅树脂和有机氟树脂两大类，其中有机硅树脂是具有高度支链型有机聚硅氧烷，具有优异的耐候性，耐腐蚀性和电绝缘性，但是它有与基体间附着力差、耐盐性能差和固化时间长等缺点。有机氟树脂包括氟烯烃聚合物、氟烯烃与其他单体的共聚物这两类，氟树脂具有良好的疏水性，但存在着价格昂贵，工艺复杂，也限制了它的应用。

发明内容

本发明是要解决现有的有机硅树脂低表面能材料与基体间附着力差、耐盐性能差、固化时间长及有机氟树脂的低表面能材料价格昂贵、工艺复杂的技术问题，而提供一种具有微纳米沟槽结构的低表面能材料及其制备方法。

本发明的具有微纳米沟槽结构的低表面能材料由64％～74.75％的环氧化端羟基聚丁二烯型聚氨酯、0.25％～1.0％用硅烷偶联剂处理过的玄武岩鳞片纤维和25％～35％的固化剂组成；其中环氧化端羟基聚丁二烯型聚氨酯与用硅烷偶联剂处理过的玄武岩鳞片纤维的混合物为A组份，固化剂为B组份，A、B组份分别独立包装。

上述的具有微纳米沟槽结构的低表面能材料在使用时，将A组分与B组份混合均匀，在温度为80～85℃条件下保持22～24小时固化即可。

上述的具有微纳米沟槽结构的低表面能材料的制备方法，按以下步骤进行：

一、制备环氧化端羟基聚丁二烯型聚氨酯：

a、原料准备：按质量百分比称取55％～60％的端羟基聚丁二烯、20％～30％的脂肪族异氰酸酯和10％～25％的环氧树脂；

b、端羟基聚丁二烯型聚氨酯的合成：将脂肪族异氰酸酯加入反应器中，搅拌升温至60～65℃，将预先抽真空至无泡的端羟基聚丁二烯加入反应器中，在60～65℃的条件下搅拌40～60min，升温至95～100℃反应3～5h，取样测-NCO含量，当-NCO％为6.5％～7.5％时，降温至室温，过滤，得到聚氨酯预聚体；

c、环氧化端羟基聚丁二烯型聚氨酯的合成：将预先抽真空至无泡的环氧树脂加入到步骤b合成的聚氨酯预聚体中，升温至60～65℃保温搅拌40～60min，然后升温至120～125℃反应2～3h，取样测-NCO含量，当-NCO％为4.5～5.5％时，降温至室温，过滤，得环氧化端羟基聚丁二烯型聚氨酯；

二、用硅烷偶联剂处理玄武岩鳞片纤维：按硅烷偶联剂的质量浓度为0.8％～1％将硅烷偶联剂加入乙醇中，搅拌水解5～10min，得到硅烷偶联剂溶液，再将玄武岩鳞片纤维加入到硅烷偶联剂溶液中浸泡30～40min，然后过滤并用乙醇洗涤干净，在100～110℃条件下烘干2～3小时，得到用硅烷偶联剂处理过的玄武岩鳞片纤维；