[发明专利]具有火灾预警和超疏水功能的三明治结构高效阻燃涂层及其制备方法与应用

权利要求书

1.具有火灾预警和超疏水功能的三明治结构高效阻燃涂层的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1）底部导电层的制备：将金属纳米材料和油溶性长链高分子一起均匀分散于有机溶剂中形成涂料A，然后将涂料A喷涂于基材上，第一次干燥；喷涂并干燥的过程重复1~10次，制得底部导电层；

2）中部温敏传感层的制备：将氧化碳纳米材料和水溶性长链高分子一起均匀分散于去离子水中形成涂料B，然后将涂料B喷涂于步骤1）制备的底部导电层上，第二次干燥；喷涂并干燥的过程重复5~20次，制得中部温敏传感层；

3）顶部超疏水导电层的制备：在50~150℃条件下，将油溶性长链高分子溶解于有机溶剂中，然后加入氟硅烷和催化剂，回流反应2~12h；反应结束后将混合溶液冷却至室温，离心分离，使用有机溶剂洗涤，第三次干燥，得到氟化长链高分子；将金属纳米材料和氟化长链高分子一起均匀分散于有机溶剂中形成涂料C，然后将涂料C喷涂于步骤2）制备的中部温敏传感层上，第四次干燥；喷涂并干燥的过程重复1~10次，制得顶部超疏水导电层；

步骤1）和步骤3）所述的金属纳米材料为银纳米线、银纳米粒子、铜纳米线和铜纳米粒子中的一种或多种；

步骤1）和步骤3）所述的油溶性长链高分子为聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、聚己内酯和乙基纤维素中的一种或多种；

所述的水溶性长链高分子为聚乙烯醇，羧甲基壳聚糖、羟乙基壳聚糖、羟丙基壳聚糖、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或多种；

所述的催化剂为氨水、氢氧化钠水溶液、稀盐酸、乙酸、二月桂酸二丁基锡和二醋酸二丁基锡中的一种或多种；

所述的氟硅烷是全氟癸基三氯硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷、全氟辛基三氯硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷和3,3,3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的具有火灾预警和超疏水功能的三明治结构高效阻燃涂层的制备方法，其特征在于，步骤1）和步骤3）所述的有机溶剂为丙酮、甲醇、己烷、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇二甲醚、二甲苯和N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的具有火灾预警和超疏水功能的三明治结构高效阻燃涂层的制备方法，其特征在于，所述的氧化碳纳米材料为羧基化单壁碳纳米管、羟基化单壁碳纳米管、羧基化多壁碳纳米管、羟基化多壁碳纳米管、氧化石墨烯纳米带和氧化石墨烯纳米片中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的具有火灾预警和超疏水功能的三明治结构高效阻燃涂层的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述的金属纳米材料和油溶性长链高分子的质量比为0.1:1~6:1，所述的涂料A的浓度为0.2wt%~10wt%；所述的涂料A喷涂于基材上的涂覆量为0.05~0.20mL/cm²；所述的干燥为放入烘箱中在40~100℃下干燥5~120min；所述的基材为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、环氧树脂、榆木、樟子松木、榉木、红橡木和黑胡桃木中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的具有火灾预警和超疏水功能的三明治结构高效阻燃涂层的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述的碳纳米材料和水溶性长链高分子的质量比为0.2:1~5:1，所述的涂料B的浓度为0.2wt%~5wt%；所述的涂料B的涂覆量为0.05~0.20mL/cm²；所述的干燥为放入烘箱中在40~100℃下干燥5~120min。