[发明专利]一种超疏水涂层材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种超疏水涂层材料及其制备方法与应用，所述超疏水涂层材料，由以下质量份数的各组分制备而成：120份乙醇、80～100份聚氨酯、8～12份萜烯树脂、10～20份二硫化钼、2～4份纳米氧化铝、15～20份硅烷偶联剂、1～2份石墨烯、1～2份碳化硅、0.6～1.6份硬脂酸、1～2份硬脂酸锌、1.0～1.5份聚乙烯吡咯烷酮、0.3～0.8份抗氧剂和0.5～1.0份月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐。

技术领域

本发明涉及超疏水涂层材料领域，尤其是一种超疏水涂层材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着人类社会发展的需要和科学技术的进步，水下工程的规模越来越大，在水下资源的调查探测、抢险救生、海洋开发、船体表面清刷作业等越来越多地需要用到水下机器人。水下机器人长时间在水下工作，相关构件会受到海水/污水的侵蚀，海水的盐分会加快履带的老化或造成腐蚀，在这样的环境下使用后要及时清洗履带；在行进过程中，履带会与砂石泥浆或其他水中异物摩擦造成磨损。为了将腐蚀和磨损造成的损失降低到最低限度，采用涂层保护的方法是目前应用最广泛也是最有效的措施。尽管已有较多耐磨和耐腐蚀涂层用于各个领域，但仍存在开发适应各种特殊环境涂层的持续动力。专利CN107629653A公开了一种履带的外保护涂层，可大幅提高履带的耐磨性能，但其疏水性不是很好，而且其中用到的三正丁胺属于剧毒品，给制备带来不便，对环境造成不好影响。为了提高涂层的疏水性，有的研究者使用含氟物质来降低材料表面能，但是含氟物质造价高，并且对环境有一定危害，或使用含有硅氧键的无氟聚合物的涂层，但其结合力存在一定的问题，在运动过程中容易剥落。

发明内容

本发明旨在提供一种超疏水涂层材料及其制备方法与应用。

本发明提供的第一技术方案为：一种超疏水涂层材料，由以下质量份数的各组分制备而成：由以下质量份数的各组分制备而成：120份乙醇、80～100份聚氨酯、8～12份萜烯树脂、10～20份二硫化钼、2～4份纳米氧化铝、15～20份硅烷偶联剂、1～2份石墨烯、1～2份碳化硅、0.6～1.6份硬脂酸、1～2份硬脂酸锌、1.0～1.5份聚乙烯吡咯烷酮、0.3～0.8份抗氧剂和0.5～1.0份月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐。

所述硅烷偶联剂为KH-550、KH560、KH570中的至少一种。

所述聚乙烯吡咯烷酮为PVP K30，所述聚氨酯聚合度为800～1500，所述抗氧剂为抗氧剂1024。

本发明提供的第二技术方案为：一种如上所述的超疏水涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1将聚氨酯和萜烯树脂加入到80乙醇中球磨后，得到超细悬浮液A；

步骤S2：在体积比为3∶1的乙醇水溶液中，加入MoS₂粉末、纳米Al₂O₃和硅烷偶联剂，超声后使用盐酸溶液调节pH，第一次加热搅拌，室温陈化，抽滤，洗涤，干燥，研磨，得到改性MoS₂/Al₂O₃复合粒子粉末；将其与聚乙烯吡咯烷酮加入到30份乙醇中，第二次加热超声搅拌使混合均匀，得到MoS₂/Al₂O₃复合粒子溶液；另取硬脂酸和硬脂酸锌溶解于剩余的10份乙醇中，与MoS₂/Al₂O₃复合粒子溶液合并；最后依次加入石墨烯、碳化硅、抗氧剂和月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐，边加边搅拌，得到混合液B；

步骤S3：将所述悬浮液A加入到所述混合液B中，加热，超声，搅拌后，即得涂层材料C；

步骤S4：将所述涂层材料C用喷枪喷涂于基体表面，自然晾干后放入烘箱进行固化，即得超疏水涂层。

步骤S4中所述喷枪喷嘴与基体表面的距离为15～20cm，喷涂压力为40～60kPa，喷枪移动速度为40～60mm/s。