自洁防腐涂层和制备自洁防腐涂层的方法技术

本发明专利技术公开了自洁防腐涂层和制备自洁防腐涂层的方法。所述自洁防腐涂层包括疏水底层和疏水表层；其中，所述疏水底层由包括底漆、聚硅氮烷树脂和氧化石墨烯的复合漆形成；所述疏水表层是含疏水改性的纳米二氧化硅的涂层。所述自洁防腐涂层对金属表面具有超自洁、超防腐的效果。

Self cleaning anticorrosive coating and preparation method of self cleaning anticorrosive coating

The invention discloses a self-cleaning anticorrosive coating and a method for preparing the self-cleaning anticorrosive coating. The self-cleaning anti-corrosion coating includes a hydrophobic bottom layer and a hydrophobic surface layer, wherein the hydrophobic bottom layer is formed by a composite paint including a primer, a polysilazane resin and graphene oxide, and the hydrophobic surface layer is a coating containing hydrophobic modified nano silica. The self-cleaning and anti-corrosion coating has the effect of super self-cleaning and super anti-corrosion on the metal surface.

【技术实现步骤摘要】
自洁防腐涂层和制备自洁防腐涂层的方法
本专利技术涉及一种自洁防腐涂层及其制备方法，具体涉及一种属于金属基材的超自洁防腐涂层及其制备方法。
技术介绍
金属是我们日常生活中常用的一种材料，但是由于金属在日常使用环境中易在金属界面上发生化学或电化学反应，使金属转化成离子氧化状态。这种反应会显著降低金属材料的强度、韧性等力学性能，甚至会破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，缩短设备的使用寿命。因此，对金属表面施加涂层是保护金属构件的常用手段。当前，需要一种对金属表面具有良好的结合力，并且涂层表面有较低的表面张力和较强疏水性的防腐涂层。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种自洁防腐涂层，通过包括疏水性底层和疏水性表层组合，实现对金属表面的超自洁、超防腐的效果。根据本专利技术的一个方面，提供一种自洁防腐涂层，包括疏水底层和疏水表层；其中，所述疏水底层由包括底漆、第一固化剂、聚硅氮烷树脂和氧化石墨烯的复合漆形成；所述疏水表层是包含疏水改性的纳米二氧化硅的涂层。优选地，在所述复合漆中，所述聚硅氮烷树脂的添加量为底漆质量的8～15％。所述氧化石墨烯的添加量为所述底漆质量的0.01～0.5％。所述第一固化剂的添加量为底漆质量的10～25％。所述底漆优选为油性富锌底漆。所述氧化石墨烯为疏水性氧化石墨烯片。根据本专利技术的另一个方面，提供一种制备自洁防腐涂层的方法，包括：将底漆、第一固化剂、聚硅氮烷树脂和氧化石墨烯混合，制成复合漆；在基材表面上，由所述复合漆形成疏水底层；在所述疏水底层上，由包含疏水改性的纳米二氧化硅的表层涂料形成所述疏水表层。所述聚硅氮烷树脂的添加量为底漆质量的8～15％。所述包含疏水改性的纳米二氧化硅的表层涂料通过以下步骤制备：在有机溶剂中用第一表面改性剂对纳米二氧化硅粒子进行疏水改性，得到疏水改性的纳米二氧化硅分散液；向所述疏水改性的纳米二氧化硅分散液中加入第二表面改性剂和第二固化剂，搅拌均匀，制得所述包含疏水改性的纳米二氧化硅的表层涂料。所述第一表面改性剂和所述第二表面改性剂独立地选自KH560、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷和羟基硅油中的一种或多种；所述固化剂为胺类固化剂或环氧树脂固化剂，所述成膜剂为E44环氧树脂。所述有机溶剂选自甲基异丁基酮、环己酮、丙酮。因此，根据本专利技术的自洁防腐涂层由于包括疏水底层和疏水表层，使得防腐涂层的整体疏水性大幅提高，从而可以有效形成阻隔涂层，阻止外界水、化学品的侵蚀，同时污物不易附着，提高了表面的自洁性能。具体实施方式根据本专利技术提供的自洁防腐涂层，包括疏水底层和疏水表层。其中，疏水底层由包括底漆、第一固化剂、聚硅氮烷树脂和氧化石墨烯的复合漆形成；疏水表层是含疏水改性的纳米二氧化硅的涂层。上述底漆可为对基材，特别是金属、玻璃、塑料等基材具有良好结合力和防腐性，并且能在空气中自然固化，具有良好憎水性的常规底漆。优选地，上述底漆例如可为市售的环氧型或丙烯酸型油性富锌底漆，更优选油性环氧型富锌底漆。环氧型富锌底漆的主要成分包括环氧树脂，超细锌粉和固化剂(例如聚酰胺树脂，诸如651低分子聚酰胺)。环氧型富锌底漆例如可选用H06-1型(长沙一力科技)。优选地，在复合漆中，聚硅氮烷树脂的添加量为底漆质量的8～15％。进一步地，在本专利技术的复合漆中，还包括氧化石墨烯，且氧化石墨烯的添加量为底漆质量的0.1～0.2％。上述氧化石墨烯优选为疏水性氧化石墨烯片。根据本专利技术的制备自洁防腐涂层的方法，包括：将底漆、第一固化剂、聚硅氮烷树脂和氧化石墨烯混合，制成复合漆；在基材表面上，由所述复合漆形成疏水底层；在所述疏水底层上，由包含疏水改性的纳米二氧化硅的表层涂料形成所述疏水表层。上述聚硅氮烷树脂通过以下方法制备：a)将丁基氢环硅氧烷、乙基环四硅氧烷和三甲基硅氧烷按照指定比例混合，再加入三氟甲基磺酸；b)将上述反应物在氮气保护气氛下，于60～70℃(例如62℃)进行反应，生成预聚物；c)向预聚物通入氨气充分中和，制备得到聚硅氮烷树脂。丁基氢环硅氧烷、乙基环四硅氧烷和三甲基硅氧烷的比例可为(1～1.5):(1～2):(14～16)，例如1.2:1:15。三氟甲基磺酸的加入量例如可为单体总质量的0.01～0.05％，例如0.02％。上述聚硅氮烷树脂具有良好的疏水性，并且成膜后具有抗酸、碱和盐腐蚀的能力。用于本专利技术的氧化石墨烯可采用本领域常用的方法制备，例如可采用以下氧化法制备：a)使用浓硫酸作为催化剂，用高锰酸钾和硝酸钠对膨胀石墨进行氧化；b)将氧化后的石墨在超声中分散，制备成单片层或多片层的氧化石墨烯；c)通过离心将片层过小或过大的氧化石墨烯分离；d)通过透析的方法除去氧化石墨烯溶液中的未反应物和杂质。高锰酸钾与膨胀石墨的用量比为1:3～5，硝酸钠与膨胀石墨的用量比为0.5～1:1，浓硫酸与膨胀石墨的用量比为45～50:1。上述氧化石墨烯在疏水底层中能起到物理化学双重阻隔效果，进一步阻止外界化学物质对基材的腐蚀。上述复合漆采用本领域常规的方法涂覆至基材表面，固化后即可形成疏水底层。固化方式可用本领域常规的方式进行，例如在60～130℃，例如120℃下干燥3～6小时，或者在室温下固化23～25小时。上述疏水表层由包含疏水改性的纳米二氧化硅的表层涂料形成。该包含疏水改性的纳米二氧化硅的表层涂料通过以下方法制备：将纳米二氧化硅粒子加入有机溶剂中，搅拌均匀得到分散液；向上述分散液中加入第一表面改性剂；向第一表面改性剂改性过的分散液中加入第二表面改性剂、成膜剂、固化剂和有机溶剂，搅拌均匀。上述纳米二氧化硅粒子的平均粒径可为10～50nm，例如20～30nm。上述第一表面改性剂和第二表面改性剂分别可为含氟硅烷偶联剂，例如独立地选自KH560、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷和羟基硅油中的一种或多种。第一表面改性剂和第二表面改性剂的用量分别可为纳米二氧化硅粉体质量的10～35％，例如15％，20％或25％。经过上述含氟硅烷偶联剂表面改性后，含氟链段附接到纳米二氧化硅粒子表面，从而赋予纳米二氧化硅粒子超疏水性。上述固化剂可为胺类固化剂或环氧树脂固化剂，固化剂的用量可为纳米二氧化硅粉体质量的10～45％。并且，上述成膜剂可为E44环氧树脂。使用诸如E44环氧树脂的成膜剂对纳米二氧化硅粒子进行进一步改性，并通过诸如胺类固化剂使改性的纳米二氧化硅粒子交联，实现了增强粒子间的结合力及与基材表面的附着力。上述有机溶剂选自甲基异丁基酮、环己酮、丙酮。将上述表层涂料涂覆至疏水底层表面，经过固化后形成疏水表层。固化方式可以采用常规方法进行，例如在60～130℃，例如120℃下干燥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自洁防腐涂层，其特征在于，所述自洁防腐涂层包括疏水底层和疏水表层；/n其中，所述疏水底层由包括底漆、第一固化剂、聚硅氮烷树脂和氧化石墨烯的复合漆形成；/n所述疏水表层是含疏水改性的纳米二氧化硅的涂层。/n

【技术特征摘要】
1.一种自洁防腐涂层，其特征在于，所述自洁防腐涂层包括疏水底层和疏水表层；
其中，所述疏水底层由包括底漆、第一固化剂、聚硅氮烷树脂和氧化石墨烯的复合漆形成；
所述疏水表层是含疏水改性的纳米二氧化硅的涂层。


2.根据权利要求1所述的自洁防腐涂层，在所述复合漆中，所述聚硅氮烷树脂的添加量为底漆质量的8～15％。


3.根据权利要求1所述的自洁防腐涂层，在所述复合漆中，所述氧化石墨烯的添加量为底漆质量的0.01～0.5％；所述第一固化剂的添加量为底漆质量的10～25％。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的自洁防腐涂层，所述底漆为油性富锌底漆。


5.根据权利要求1至3中任一项所述的自洁防腐涂层，所述氧化石墨烯为疏水性氧化石墨烯片。


6.一种制备自洁防腐涂层的方法，其特征在于，所述方法包括：
将底漆、第一固化剂、聚硅氮烷树脂和氧化石墨烯混合，制成复合漆；
在基材表面上，由所述复合漆形成疏水底层；
在所述疏水底层上，由包含疏水改性的纳米二...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晨，肖鹏飞，
申请(专利权)人：北京易净星科技有限公司，易净星山东科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11