一种耐腐蚀超疏水热反射涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐腐蚀超疏水热反射涂料及其制备方法，它是由以下原料组成的：改性纳米TiO2、改性纳米SiO2、微米TiO2和/或SiO2、氟碳树脂、溶剂、固化剂、消泡剂、润湿分散剂和流平剂。本发明专利技术通过实验后，得到产品的热反射率达到90％以上，其水接触角达到了145°以上，能满足室外恶劣环境下对涂层的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐腐蚀超疏水热反射涂层及其制备方法，具体涉及一种或几种颜填料的改性方法及配比研究。
技术介绍
随着社会工业化步伐的加快，高新技术的得到了极大的应用，过去耗能污染的生产方式已经逐步被淘汰，取而代之的是各种各样的低耗能、高效率并且符合科学发展观的生产方式。在现代社会中，类似于输油管道、储油设备和冷库等地方对太阳热需求不高，相反的是需要制冷设备时时维护，这就浪费了大量的人力与物力，热反射涂层的应用应运而生。同时，由于使用环境的特殊，需要涂层具有优秀的耐腐蚀性与耐候性，自清洁功能也极大地缩小了人力物力的使用。在建筑领域，涂层对太阳光具有很高的反射率，能阻缓热能向物体内部传导，并将吸收的热能辐射出去，这种涂料在高温的夏季降低了建筑表面温度，进而影响了周围环境温度，使得空调等制冷设备能耗降低。现阶段中传统的涂层制备工艺多采用热喷涂，有机-无机复合制备等方法。但是，这些方法成本较高，制作工艺复杂难操作。如何有效的克服高温、高光照、高盐雾、高污染及高耗能等问题，达到热反射、耐腐蚀、耐老化及自清洁等性能成为时下需要去面对的问题。中国专利申请CN104513579A公布了一种超疏水涂料的制备方法，其涂料包括含氟嵌段共聚物5-15％、带氨基的纳米或微米材料65-85％、树脂10-20％。这个专利存在以下不足：其在制备含氟嵌段共聚物过程中，需要用到惰性气体的保护，反应时间过长，反应过程中引入了引发剂、催化剂、配位剂、还原剂等，
过程繁琐且因为是配位聚合不易控制，对反应要求条件比较高，成本也比较高昂；所用到的改性纳米或微米材料用料比较多，众所周知的是，纳米或微米材料的过多引入会造成涂料的分散性变差，造成成膜性能降低及流平性能的下降，在这个专利中，65-85％的纳米或微米材料显然是过高了；树脂在涂料中可以使涂层拥有更好的抗冲击性能、耐盐碱性能、附着性能及各种对外部环境的适应能力，而在这个专利中所用的丙烯酸树脂成膜时抗冲击差，脆度大，制备繁琐，成本高昂，10-20％的比例比较低，造成对外部环境的抵抗能力比较差。综合来看，此专利成本高昂，制备过程繁琐，除了疏水性能外没有考虑在实际应用环境中的应用，很难实现工业化生产。
技术实现思路
为了克服现有疏水涂料成本高昂，制备过程繁琐以及无法工业化生产的技术缺陷，本专利技术提供一种耐腐蚀超疏水热反射涂料及其制备方法。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种耐腐蚀超疏水热反射涂料：它是由以下重量份原料组成的：改性纳米TiO2 2.0-16.0份；改性纳米SiO2 2.0-16.0份；微米颗粒0.01-1.0份；氟碳树脂50.0-70.0份，溶剂21.2-28.2份，固化剂1.5-5.0份，消泡剂0.1-1.5份，润湿分散剂0.1-1.5份，流平剂0.1-1.5份。上述微米颗粒为微米TiO2和/或微米SiO2。上述的改性纳米TiO2和改性纳米SiO2是通过硅烷偶联剂改性得到的。上述溶剂乙酸丁酯、DMAC(N,N-二甲基乙酰胺)、二甲苯和正丁醇中的一种或几种上述所用微米颗粒TiO2和SiO2直径优选0.5-5.0μm。上述润湿分散剂优选海名斯德谦公司的分散剂983。它属于高分子聚合物，与一般的分散剂相比具有以下特性，颜料吸附基多，亲和力强，吸附层厚，对于防止颜料聚集有明显的效果。由于是高分子化合物具有类似于熟知的结构，不会从涂膜中游离出来，不影响附着力、耐水性、硬度及耐候性，同时可以缩短分散时间，降低分散粘度。上述流平剂优选海名斯德谦公司的Levelol 495丙烯酸酯流平剂。它是一种不含硅酮可在涂流平剂，为丙烯酸酯共聚物。其可以改善涂层的流动与流平性，兼具脱泡效果。性质稳定，不挥发，不易水解，逸离，有优异的抗老化与耐光性。上述消泡剂优选海名斯德谦公司的defom6800助剂。其主要成分为含疏水粒子的聚硅氧烷化合物。具有优异的抑泡、消泡性能。上述固化剂优选巴斯夫HB175，主要成分为六亚甲基二异氰酸酯，具有固化快、成膜好、耐光照、不泛黄等优点。本专利技术涂料的制备方法如下：第一步，按质量份数，分别称取各组分；第二步，在乙酸丁酯、DMAC(N,N-二甲基乙酰胺)、二甲苯、正丁醇中的一种或几种溶剂中加入氟碳树脂，搅拌使氟碳树脂溶解于溶剂中，之后向其中依次加入微米颗粒、改性纳米TiO2和改性纳米SiO2，然后加入流平剂、润湿分散剂、消泡剂，高速搅拌之后加入固化剂超声分散即得到所需产品。本专利技术制作改性纳米TiO2和改性纳米SiO2的优选方法如下：步骤一，将粒子直径在20-35nm的纳米TiO2或纳米SiO2放于真空干燥箱内100℃-500℃中进行充分活化。步骤二，将活化后的纳米TiO2或纳米SiO2均匀分散于正丁醇、无水乙醇、环己烷、正丁烷中的一种或几种中。步骤三，在机械搅拌条件下，向第二步分散后的纳米TiO2或纳米SiO2加入硅烷偶联剂HMDS、TMCS、KH550、KH570及A151中的一种或几种，在搅拌下充分回流反应。步骤四，将得到的产品超声分散，之后进行真空减压抽滤，抽滤后用正丁醇、无水乙醇、环己烷、正丁烷中的一种或几种进行洗涤。步骤五，将洗涤后的产品放入真空干燥箱内进行干燥。步骤六，将干燥后的产品研磨成粉，得到改性的TiO2或SiO2。本专利技术的涂料一般应用于金属表面或塑料表面，施工方法一般以手工涂抹或机械喷涂为主。涂覆时，先对金属表面或塑料表面进行处理，然后涂覆一层环氧底漆，最后涂覆本专利技术的涂料。本专利技术的积极效果是：1、本专利技术在组分中创新性的加入了微米级的SiO2和TiO2，这是因为加入微量微米级的颗粒是可以提高其表面的荷叶效应，从而提高其疏水性能。2、本专利技术的改性纳米TiO2和改性纳米SiO2是通过硅烷偶联剂改性得到的，由于不经过改性的纳米TiO2和纳米SiO2粒子表面存在大量的羟基，使其表现出一定的亲水性，并且这也大大影响了其在有机溶剂中的分散性。通过实验，我们基本可以看出未经过改性的纳米TiO2和纳米SiO2在乙酸丁酯、DMAC(N,N-二甲基乙酰胺)、二甲苯、正丁醇中均出现了分层的现象，而通过硅烷偶联剂HMDS、TMCS、KH550、KH570及A151中的一种或几种改性过的纳米TiO2和纳米SiO2在以上几种溶剂中静置24小时依然未分层，表现出了极好的分散性，原因是硅烷
偶联剂替代了其表面的羟基，并使疏水亲油基团聚集在纳米TiO2和纳米SiO2的表面。3、本专利技术对纳米TiO2和纳米SiO2进行改性时，经过活化可以提高纳米TiO2或SiO2表面的羟基数量，从而使之后硅烷偶联剂更好的改性纳米TiO2或SiO2。实验中的HMDS、TMCS、KH550、KH570及A151中的一种或几种在加入前需要进行水解实验，因为这种硅烷偶联剂可能不能与羟基直接反应，需要水解后在硅烷偶联剂中产生新的基团才可以与羟基作用。改性后的纳米TiO2具有防外性照射的优点，具有极高的光反射及热反射性能。改性后的纳米SiO2可以在树脂中高度分散，使涂层拥有了极好的疏水性能。同时，超声后可以避免产生的粒子发生团聚，团聚会影响其分散性，使粒子的直径增大。真空干燥避免了空气对样品的影响与其他杂质的引入，降低了反应条件，为降低成本做了铺垫。4、本专利技术在改性后的粒子中加入氟碳树脂后，使涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐腐蚀超疏水热反射涂料，其特征在于，它是由以下重量份原料组成的：改性纳米TiO2 2.0‑16.0份；改性纳米SiO2 2.0‑16.0份；微米颗粒0.01‑1.0份；氟碳树脂50.0‑70.0份，溶剂21.2‑28.2份，固化剂1.5‑5.0份，消泡剂0.1‑1.5份，润湿分散剂0.1‑1.5份，流平剂0.1‑1.5份；上述微米颗粒为微米TiO2和/或微米SiO2；上述溶剂乙酸丁酯、N,N‑二甲基乙酰胺、二甲苯和正丁醇中的一种或几种；上述的改性纳米TiO2和改性纳米SiO2是通过硅烷偶联剂改性得到的。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀超疏水热反射涂料，其特征在于，它是由以下重量份原料组成的：改性纳米TiO2 2.0-16.0份；改性纳米SiO2 2.0-16.0份；微米颗粒0.01-1.0份；氟碳树脂50.0-70.0份，溶剂21.2-28.2份，固化剂1.5-5.0份，消泡剂0.1-1.5份，润湿分散剂0.1-1.5份，流平剂0.1-1.5份；上述微米颗粒为微米TiO2和/或微米SiO2；上述溶剂乙酸丁酯、N,N-二甲基乙酰胺、二甲苯和正丁醇中的一种或几种；上述的改性纳米TiO2和改性纳米SiO2是通过硅烷偶联剂改性得到的。2.如权利要求1所述的耐腐蚀超疏水热反射涂料，其特征在于，所述的纳米TiO2和纳米SiO2的改性方法是：步骤一，将粒子直径在20-35nm的纳米TiO2或纳米SiO2放于真空干燥箱内100℃-500℃中进行充分活化；步骤二，将活化后的纳米TiO2或纳米SiO2均匀分散于正丁醇、无水乙醇、环己烷、正丁烷中的一种或几种中；步骤三，在机械搅拌条件下，向第二步分散后的纳米TiO2或纳米SiO2加入硅烷偶联剂HMDS、TMCS、KH550、KH570及A151中的一种或几种，在搅拌下充分回流反应；步骤四，将得到的产品超声分散，之后进行真空减压抽滤，抽滤后用正丁醇、无水乙醇、环己烷、正丁烷中的一种或几种进行洗涤；步骤五，将洗涤后的产...

【专利技术属性】
技术研发人员：何海峰，杨哲，刘欣，赵丽芬，邓璐遥，柯常策，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37