[发明专利]一种纳米改性聚合物超疏水涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米改性聚合物超疏水涂层的制备方法，属于涂层制备技术领域。首先将具有耐磨性的丁苯橡胶在高温条件下熔融得到软化液，使得体系具有抗磨损性，再将正硅酸乙酯、十三氟辛基三甲氧基硅烷、无水乙醇和氨水混合搅拌反应，达到疏水效果；本发明中将蒙脱土经过活化反应、有机化反应研磨得到改性蒙脱土粉末，可使层间距增大，有利于基材物质的插层，本发明中的改性二氧化硅粉末和改性蒙脱土粉末能够与聚四氟乙烯中的羟基发生交联反应，形成了网状结构，促使体系层的结构更加致密，体系具有极其良好的化学稳定性，有效地抵制强酸、强碱和多种化学产品的腐蚀，进一步提高超疏水涂层的耐腐蚀性，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明公开了一种纳米改性聚合物超疏水涂层的制备方法，属于涂层制备技术领域。

背景技术

超疏水涂层，即水滴在涂层的表面的接触角大于或者等于150°，且滚动角小于或者等于10°。超疏水涂层在自清洁、防腐蚀、增强血液相容性等方面具有良好的应用。高的粗糙度与低表面能是构造超疏水材料的重要条件。一般来说，微纳米的阶层结构和低表面能的修饰用来构造超疏水的涂层。纳米粒子由于其能精确控制大小和结构，通常用来构造超疏水涂层。

自然界中早就有了超疏水性质的表面，如莲叶和甘蓝叶。科学家经过仔细研究后，发现这些植物的表面都是由微纳结构和低表面能物质构成，正是这两者的结合使植物表面具有超疏水的性质。由于水珠在超疏水表面的接触面积非常小，所以可以有效的抑制表面的氯化、腐蚀、霜冻、电流传导等现象。另外，水滴不能在超疏水的表面稳定停留，当倾斜角大于5度时，水滴便会滚落而不留下任何痕迹。同时会带走表面的灰尘和污垢，使表面具有自清洁功能。因此超疏水表面有着极其广阔的应用前景。例如，它可以用在风力发电叶片和飞机机身上，减少覆冰量，减少能量消耗，提高安全系数。可以用在建筑表面，防止污染，提升自清洁能力。可以用在船舶上，减少船舶行驶过程中的阻力，并提升其抗腐蚀的能力。

在日常生活、工业领域具有应用前景，超疏水涂层具有高度粗糙结构，超疏水表面遭受摩擦时，实际上由表面的微米或纳米微凸起承载压力与剪切作用，表面微凸所承载压强与剪切应力远远大于表观压强与剪切应力，从而导致表面粗糙结构因应力集中而损坏，最终导致超疏水功能失效。因此，超疏水表面在使用过程中易于遭受磨损而失效，同时还存在耐腐蚀性差的缺点。因此，发明一种纳米改性聚合物超疏水涂层对涂层制备技术领域具有积极意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前常见超疏水涂层存在涂层强度低和抗磨损性差，同时其存在耐腐蚀性差，满足不了市场要求的缺陷，提供了一种纳米改性聚合物超疏水涂层的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种纳米改性聚合物超疏水涂层的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）将正硅酸乙酯、十三氟辛基三甲氧基硅烷和无水乙醇混合置于烧杯中搅拌，得到搅拌液，再量取12～16mL氨水和36～42mL无水乙醇混合搅拌，得到混合溶液；

（2）将搅拌液和混合溶液混合置于烧杯中，继续保温搅拌反应，搅拌反应结束后置于烘箱中干燥，研磨出料，得到改性二氧化硅粉末；

（3）称取55～60g蒙脱土放入窑炉中煅烧，得到煅烧产物，自然冷却至室温后，再将煅烧产物和去离子水混合搅拌，得到悬浮液；

（4）将悬浮液和十六烷基三甲基氯化铵混合置于烧杯中搅拌反应，得到反应悬浮液，再将反应悬浮液倒入离心机中，在转速为2700～3000r/min的条件下离心处理，分离去除上层液，得到沉淀蒙脱土固体，继续将沉淀蒙脱土固体置于烘箱中干燥，干燥后研磨后过120目筛，得到改性蒙脱土粉末；