本發明專利技術提供了一種耐磨超疏水涂層的制備方法，包括：將環氧樹脂、氨基硅烷、正硅酸四乙酯和乙醇進行第一混合，得到溶液；將所述溶液和金屬氧化物、碳納米管進行第二混合，得到混合溶液；將所述混合溶液和氟硅烷進行第三混合，得到溶膠；將所述溶膠進行固化，得到耐磨超疏水涂層。本發明專利技術提出的耐磨超疏水涂層制備方法獲得的超疏水涂層具有本體機械耐磨性強、涂層結合力強和磨損量低的優點，制備得到的超疏水涂層的水接觸角超過155°，水滴滾動角小于等于1°。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于疏水涂層，尤其涉及一種耐磨超疏水涂層的制備方法。
技術介紹
1、表面浸潤性理論依據由young’s方程發展到wenzel模型最終變為cassie-baxter模型，現有技術的超疏水模型都是基于cassie-baxter模型的改進。構建超疏水表面的方法很多，包括刻蝕修飾法，激光加工法，物理化學氣相沉積法，電化學沉積法，高分子層狀自組裝法，噴涂/浸涂/旋涂/澆筑等物理方法。但現有技術所有的方法均采用微納結構構建并采用低表面能物質修飾，微結構脆弱引發的超疏水涂層機械耐磨性不足是研究者公認的瓶頸性問題，而且現有技術的樹脂基超疏水涂層的滾動角普遍較高，具有較小滾動角的超疏水表面有利于實現抗結冰粘附，耐腐蝕，自清潔，抑菌，減阻等工程應用。現有技術的樹脂基超疏水涂層主要依靠磨損后暴露的新的超疏水表面與磨損前的超疏水表面基本相同，采用這種方式延長超疏水涂層的使用壽命。如何獲得一種同時具有耐磨性強以及疏水性好的涂層成為本領域研發的熱點。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種耐磨超疏水涂層的制備方法，本專利技術提供的方法制備得到的耐磨超疏水涂層具有較好的耐磨性以及疏水性。
2、本專利技術提供了一種耐磨超疏水涂層的制備方法，包括：
3、將環氧樹脂、氨基硅烷、正硅酸四乙酯和乙醇進行第一混合，得到溶液；
4、將所述溶液和金屬氧化物、碳納米管進行第二混合，得到混合溶液；
5、將所述混合溶液和氟硅烷進行第三混合，得到溶膠；
6、將所述溶膠進行固化，得到耐磨超疏水涂層。
7、在本專利技術的實施例中，對環氧樹脂沒有特殊的限制，采用本領域樹脂的環氧樹脂即可。
8、在本專利技術的實施例中，對氨基硅烷沒有特殊的限制，采用本領域熟知的氨基硅烷即可。
9、在本專利技術的實施例中，環氧樹脂、氨基硅烷、正硅酸四乙酯和乙醇的質量比可以選自13：10：9：(65～75)，環氧樹脂、氨基硅烷和正硅酸四乙酯的質量比必須為13：10：9；第一混合可以攪拌均勻，得到透明的溶液；攪拌的時間可以選自25～35min，如30min。
10、在本專利技術的實施例中，金屬氧化物的粒徑可以選自25～35nm，如28nm、30nm、32nm；金屬氧化物可以選自二氧化硅、二氧化鈦和氧化鋅中的一種或幾種。
11、在本專利技術的實施例中，碳納米管可以選自改性碳納米管，如羥基化改性的碳納米管。
12、在本專利技術的實施例中，金屬氧化物和碳納米管的質量比選自100：3；金屬氧化物的用量可以使其在乙醇中的濃度選自(0.25～0.4)g/ml，如0.3g/ml、0.4g/ml。
13、在本專利技術的實施例中，第二混合可以在攪拌的條件下進行，攪拌的時間可以選自25～35min，如30min。
14、在本專利技術的實施例中，氟硅烷可以選自所有的全氟硅烷，如全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷。
15、在本專利技術的實施例中，氟硅烷的加入量使其在乙醇中的濃度可以選自0.1～0.2g/ml，如0.15g/ml。
16、在本專利技術的實施例中，第三混合的溫度可以選自50～70℃，如55℃、60℃、65℃，可以在水浴條件下得到混合溫度；第三混合可以為超聲后攪拌；超聲的時間選自15～25min，如18min、20min、23min；攪拌的時間可以選自25～40min，如30min、35min；攪拌的速度可以不低于2000rpm，如2000rpm、2500rpm；制得的溶膠即為有機-無機長鏈一體化的溶膠。
17、在本專利技術的實施例中，固化之前可以將溶膠涂敷在基材的表面，涂敷的方法可以選自浸涂、旋涂、噴涂、輥涂、刷涂和澆筑等中的一種或幾種；對基材沒有特殊的限制，本領域技術人員可根據需要選擇不同材質的基材，如金屬、高分子材料和玻璃制品等，金屬可以選自鋁合金等，高分子材料可以選自亞克力板等。
18、在本專利技術的實施例中，固化的溫度可以選自90～110℃，如95℃、100℃、105℃；固化的時間可以選自0.5～1.5小時，如0.8小時、1小時、1.2小時。
19、本專利技術提供的耐磨超疏水涂層，采用環氧樹脂、氨基硅烷、正硅酸四乙酯、乙醇按照一定的質量比攪拌均勻得到透明的溶液；然后向溶液中加入金屬氧化物和羥基化改性的碳納米管；最后加入氟硅烷，超聲攪拌均勻后獲得有機-無機長鏈一體化的溶膠，涂敷固化后，得到耐磨超疏水涂層，超疏水涂層是基于有機-無機長鏈一體化的溶膠固化后形成的，這種涂層是本體機械耐磨的，涂層結合力為8.5n，240#砂紙750g載荷往復磨損1.2m后的磨損量僅為128mg，本專利技術提供的方法可適用于多種基材表面制備耐磨超疏水涂層。
20、在本專利技術中，當靜態接觸角大于150°且滾動角小于10°的表面被定義具有超疏水特性。本專利技術提出的耐磨超疏水涂層制備方法獲得的超疏水涂層具有本體機械耐磨性強、涂層結合力強和磨損量低的優點，是從未被報道過的。本專利技術提供的方法為提高超疏水涂層的機械耐磨性提供較大的參考價值，制備得到的超疏水涂層的水接觸角超過155°，水滴滾動角小于等于1°。
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【技術保護點】
1.一種耐磨超疏水涂層的制備方法，包括：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述環氧樹脂、氨基硅烷、正硅酸四乙酯和乙醇的質量比選自13：10：9：(65～75)。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述金屬氧化物的粒徑選自25～35nm。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述金屬氧化物選自二氧化硅、二氧化鈦和氧化鋅中的一種或幾種。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳納米管選自羥基化改性的碳納米管。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述金屬氧化物和碳納米管的質量比選自100：3。
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述金屬氧化物在乙醇中的濃度選自(0.25～0.4)g/mL。
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氟硅烷在乙醇中的濃度選自(0.1～0.2)g/mL。
9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第三混合的溫度選自50～70℃。
10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述固化的溫度選自90～120℃。
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【技術特征摘要】
1.一種耐磨超疏水涂層的制備方法，包括：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述環氧樹脂、氨基硅烷、正硅酸四乙酯和乙醇的質量比選自13：10：9：(65～75)。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述金屬氧化物的粒徑選自25～35nm。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述金屬氧化物選自二氧化硅、二氧化鈦和氧化鋅中的一種或幾種。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳納米管選自羥基化改性的碳納米管。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：佟威，彭德利，
申請(專利權)人：深圳清華大學研究院，
類型：發明
國別省市：
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