【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及超疏水涂層，特別涉及一種超疏水涂層材料及其制備方法。
技術介紹
1、超疏水涂層因具有優異的自清潔性、流體輸送減阻性、防覆冰以及抗腐蝕性，在建筑、能源、通信、電力等領域具有廣泛的應用前景。例如，在石油開采過程中，超疏水材料的出現為油水分離提供了新的技術途徑。在供電系統中，利用超疏水表面的防凝露特性可以有效延長輸電線路的使用壽命，使輸電線路在極冷環境下可以正常供電。在工業生產中，超疏水涂層可有效用于玻璃表面的防油防塵，也可以用于光學儀器鏡片的防水防霧。涂有超疏水涂層的金屬材料具有優異的耐蝕性能，在同等服役條件下，使用壽命大大延長。
2、由于超疏水涂層獨特的性能和作用，精準構建超疏水涂層成了當下的研究熱點。過去20年間，大量學者對超疏水涂層進行了深入探索，結果表明構建具有類荷葉表面的“凹凸微納”結構是實現涂層超疏水性能的關鍵。目前，已出現了大量的超疏水涂層構建方法，如自組裝法、噴涂法、相分離法、溶膠凝膠法、電化學沉積法等等。其中，噴涂法因操作簡單，不涉及精密儀器，成本低，易于工業化，在超疏水涂層的構建中備受青睞。然而，為在涂層表面構建微-納結構這一實現超疏水性能的關鍵因素，需在涂料體系中摻雜大量的納米顏料，如納米二氧化硅、碳納米線、氧化鋅晶須等等，其顏料體積濃度顯著高于臨界值。較低的樹脂含量因難以包覆全部顏料而導致涂層出現“掉粉”現象，易因刮擦、沖擊等破壞而失去超疏水性。再比如專利cn111334136a中公開了一種長效防油涂層，將樹脂粘結劑與納米粒子溶液簡單的結合，同樣不具備高耐磨性。因此，目前仍未見到可大
技術實現思路
1、專利技術的目的在于提供一種超疏水涂層材料及其制備方法，解決現有的超疏水涂層力學性能不佳，不適用大面積工業化應用的問題。
2、本專利技術是這樣實現的，一種超疏水涂層材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：
3、步驟一、制備改性毫-納結構的金屬基粒子：以毫米級金屬粉顆粒作為基體粒子，采用體積比為(80-100)：(8-10)：1的水、鹽酸以及氫氟酸配制的混合溶液對金屬基粒子刻蝕，在基體粒子表面構建納米結構，然后加入到低表面能溶液中進行化學修飾法修飾改性；
4、步驟二、步驟一得到的材料與粘合劑結合，得到超疏水涂層材料。
5、本專利技術以毫米級金屬粉顆粒為基體粒子，采用酸刻蝕法在其表面構筑納米結構，在毫米級粒子表面構建納米結構制備毫-納結構粒子，并通過化學修飾法對其進行修飾改性，制備改性的二階毫-納結構金屬基粒子，并以此為功能材料與聚合物粘合劑混合成膜，在實現涂層超疏水性能的同時，還能顯著提升其物理力學性能。而且本專利技術在毫米級粒子表面原位構建的納米結構與整體粒子之間具有較強的化學相互作用力，彼此之間不易破壞分離，具有良好的結構穩定性，這是本專利技術制備得到的超疏水涂層的又一優勢。
6、本專利技術的進一步技術方案是：所述步驟一中，刻蝕時間為10min-60min，刻蝕后用去離子水清洗，烘干備用。采用本專利技術中的混合溶液進行酸刻蝕的效率高且能實現在毫米級金屬粉顆粒上刻蝕出納米級的表面層。
7、本專利技術的進一步技術方案是：所述金屬基粒子的質量、混合溶液的體積以及低表面能溶液的體積比為：(2～5)g：(94～125)ml：(12～20)ml。本專利技術中的低表面能溶液對金屬粒子表面的活性位點進行全面修飾，得到充分改性。而且粘合劑能粘附金屬顆粒且不會覆蓋金屬粒子。
8、本專利技術的進一步技術方案是：所述步驟一中的毫米級金屬粉顆粒包括毫米級的鋁粉顆粒、毫米級的銅粉顆粒以及毫米級的鋅粉中的至少一種。這些金屬粉顆粒屬于活潑金屬，容易被酸刻蝕形成納米表面層。
9、本專利技術的進一步技術方案是：所述低表面能溶液包括含有三氯1h，2h，3h十七氟癸烷基硅烷的正己烷溶液、含有棕櫚酸的乙醇溶液、含有硬脂酸的乙醇溶液中的至少一種。
10、本專利技術的進一步技術方案是：步驟一中，毫米級金屬粉顆粒分別采用去離子水與無水乙醇進行清洗，然后進行酸刻蝕。
11、本專利技術的進一步技術方案是：所述步驟一中化學修飾為：將刻蝕后的金屬基顆粒加入低表面能溶液中，靜置12h。超疏水效果超過其他的低表面能溶液。
12、本專利技術的進一步技術方案是：所述步驟二中粘合劑為ab膠，ab膠按照質量比為1：1混合，涂覆厚度為2mm～3mm，得到膠膜，將步驟一得到的材料分散于膠膜表面，嵌入膠膜后固化24h，得到超疏水涂層材料。方便操作且容易制備。
13、本專利技術的進一步技術方案是：所述驟一得到的材料與粘合劑的質量比為：(1.5～4)：1。
14、本專利技術還提供一種超疏水涂層材料，所述超疏水涂層材料由所述的制備方法制備得到。
15、啟發性的，建筑外墻砂漿漆盡管樹脂含量極低，裸露外凸的砂石粒子依然能相互粘接構成連續的整體涂層，并牢牢地附著在墻體表面。這得益于毫米級砂石粒子尺寸大，比表面積低，即使在高顏料體積濃度下，顆粒與顆粒之間，顆粒與基材之間依然具有優異的粘接性能，從而形成堅硬的整體涂層。因此，若能在毫米級粒子表面構建納米結構，制備毫-納結構粒子，并以此為功能顏料與聚合物混合成膜，有望在實現涂層超疏水性能的同時，還能顯著提升其物理力學性能。
16、本專利技術的有益效果：本專利技術以毫米級金屬粉顆粒為基體粒子，采用酸刻蝕法在其表面構筑納米結構，在毫米級粒子表面構建納米結構制備毫-納結構粒子，并通過化學修飾法對其進行修飾改性，制備改性的二階毫-納結構金屬基粒子，并以此為功能材料與聚合物粘合劑混合成膜，在實現涂層超疏水性能的同時，還能顯著提升其物理力學性能。而且本專利技術在毫米級粒子表面原位構建的納米結構與整體粒子之間具有較強的化學相互作用力，彼此之間不易破壞分離，具有良好的結構穩定性，這是本專利技術制備得到的超疏水涂層的又一優勢。
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1.一種超疏水涂層材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種超疏水涂層材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中，刻蝕時間為10min-60min，刻蝕后用去離子水清洗，烘干備用。
3.根據權利要求1所述的一種超疏水涂層材料的制備方法，其特征在于，所述金屬基粒子的質量、混合溶液的體積以及低表面能溶液的體積比為：(2～5)g：(94～125)mL：(12～20)mL。
4.根據權利要求1所述的一種超疏水涂層材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中的毫米級金屬粉顆粒包括毫米級的鋁粉顆粒、毫米級的銅粉顆粒以及毫米級的鋅粉中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的一種超疏水涂層材料的制備方法，其特征在于，所述低表面能溶液包括含有三氯1H，2H，3H十七氟癸烷基硅烷的正己烷溶液、含有棕櫚酸的乙醇溶液、含有硬脂酸的乙醇溶液中的至少一種。
6.根據權利要求1所述的一種超疏水涂層材料的制備方法，其特征在于，步驟一中，毫米級金屬粉顆粒分別采用去離子水與無水乙醇進行清洗，然后進行酸刻蝕。
7.根
8.根據權利要求1所述的一種超疏水涂層材料的制備方法，其特征在于，所述驟一得到的材料與粘合劑的質量比為：(1.5～4)：1。
9.一種超疏水涂層材料，其特征在于，所述超疏水涂層材料由權利要求1-8中任意一項所述的制備方法制備得到。
...【技術特征摘要】
1.一種超疏水涂層材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種超疏水涂層材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中，刻蝕時間為10min-60min，刻蝕后用去離子水清洗，烘干備用。
3.根據權利要求1所述的一種超疏水涂層材料的制備方法，其特征在于，所述金屬基粒子的質量、混合溶液的體積以及低表面能溶液的體積比為：(2～5)g：(94～125)ml：(12～20)ml。
4.根據權利要求1所述的一種超疏水涂層材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中的毫米級金屬粉顆粒包括毫米級的鋁粉顆粒、毫米級的銅粉顆粒以及毫米級的鋅粉中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的一種超疏水涂層材料的制備方法，其特征在于，所述低表面能溶液包括含有三氯1h，2h，3h十七氟癸烷...
【專利技術屬性】
技術研發人員：雷輝斌，王潛，白家俊，譚春桃，趙守元，李剛，
申請(專利權)人：吉首大學，
類型：發明
國別省市：
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