一种超疏水涂层及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种超疏水涂层的制备方法，包括步骤：(1)在反应容器中加入乙酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯和偶氮二异丁腈进行反应，制得交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液；(2)将交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液与聚氨酯粘合剂混合，搅拌均匀，形成喷雾胶体悬浮液；(3)采用冷喷涂方式将喷雾胶体悬浮液喷涂于基材表面；(4)采用冷喷涂方式将氟化纳米颗粒喷涂于基材表面，制得超疏水涂层。本申请利用交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液与聚氨酯粘合剂形成互穿网络结构的胶体悬浮液，并采用冷喷涂将其涂覆到基材表面，固化形成凹槽结构，再将氟化纳米颗粒喷涂到基材表面，制得具有优良的耐磨性和耐老化性能的超疏水涂层。

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水涂层及其制备方法
本专利技术涉及新型涂料的制备
，尤其是涉及一种超疏水涂层及其制备方法。
技术介绍
超疏水涂层制备的方法多种多样，工艺也日趋成熟，像ATRP法、铸造法、化学气相沉积法、电纺丝法、蚀刻法、喷涂法等。超疏水涂层制备工作已经取得很大的进展，许多制备方法陆续问世，在工业生产中对污染物的处理也取得可观的成果。这在一定程度上保护了生态环境，提高了工业生产效益，降低了原材料及能源的耗费，对生产生活都带来了非常大的益处。超疏水材料的制备与应用现阶段已达到一个相当成熟的高度，但是其仍然存在尚未解决的一些问题。比如，原料价格昂贵，机械耐久性差，结构依赖性，易老化寿命短，成本高难工业化等等。所以对于科研工作人员来说，超疏水材料的研究依旧需要更多地精力和时间去寻找更加高效，经济的制备方法，努力攻克重重困难，研制出更加符合人们需求的产品。因此，有必要提供一种耐磨性、耐老化的超疏水涂层及其制备方法来解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种超疏水涂层的制备方法，通过该方法制备的超疏水涂层具有良好的耐磨性、耐老化性能。本专利技术的目的之二是提供一种超疏水涂层，采用上述方法制得。为实现上述目的，本专利技术提供了一种超疏水涂层的制备方法，包括步骤：(1)在反应容器中加入乙酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯(TMPTMA)和偶氮二异丁腈(AIBN)进行反应，制得交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液；(2)将交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液与聚氨酯粘合剂混合，搅拌均匀，形成喷雾胶体悬浮液；(3)将喷雾胶体悬浮液喷涂于基材表面，室温固化，；(4)在步骤(3)的基础上，将氟化纳米颗粒喷涂于基材表面，室温固化，于基材表面制得超疏水涂层。与现有技术相比，本申请的超疏水涂层的制备方法借助乙酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯(TMPTMA)和偶氮二异丁腈(AIBN)进行反应，制得交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液，然后利用交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液与聚氨酯粘合剂形成互穿网络结构的胶体悬浮液，接着采用冷喷涂的方法将其均匀涂覆到基材表面，固化形成凹槽结构，有效地提高涂层的耐摩擦性，最后将氟化纳米颗粒喷涂到基材表面，大大提高涂层的耐老化性能，制得超疏水涂层。因此，该超疏水涂层具有优良的耐磨性和耐老化性能。进一步的，步骤(1)中，加入30-70份的乙酸乙酯、10-50份的甲基丙烯酸甲酯(MMA)、5-40份的三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯(TMPTMA)和1-20份的偶氮二异丁腈(AIBN)。进一步的，步骤(1)中，反应温度为50-80℃。进一步的，步骤(1)中，反应时间为12-36h。进一步的，步骤(1)中，采用油浴加热。进一步的，步骤(2)中，加入40-90份的交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液与10-60份的聚氨酯粘合剂。进一步的，步骤(2)中，机械搅拌1-4h。进一步的，步骤(3)中，采用空压机的高压气体进行喷涂。进一步的，氟化纳米颗粒选自氟化铝纳米颗粒。相应地，本申请还提供了一种超疏水涂层，采用上述的超疏水涂层的制备方法制得。附图说明图1为本申请实施例1-4中制备的超疏水涂层固化后的SEM图，其中图1(a)-(d)分别对应实施例1-4。图2为本申请实施例4中制备的超疏水涂层固化后的SEM图，图2(a)-(d)分别是不同倍数放大的超疏水表面SEM图。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案，但不构成对本专利技术的任何限制。实施例中涉及的材料来源如下：实施例1一种超疏水涂层的制备方法，包括步骤：(1)首先将搅拌桨插入三口瓶中，旋转使桨叶打开，然后将三口瓶置于油浴锅中，固定于铁架台适当位置，并将搅拌桨与搅拌机连接，组装好实验装置。继而在三口瓶中加入60份的乙酸乙酯，随后加入30份的甲基丙烯酸甲酯(MMA)，40份的三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯和5份的偶氮二异丁腈(AIBN)，设定油浴锅温度为60℃，反应时间为18h。(2)将40％的交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液与60％聚氨酯粘合剂混合，机械搅拌2h，形成喷雾胶体悬浮液；(3)采用空压机的高压气体将喷雾胶体悬浮液均匀喷涂于基材表面，室温固化30min；(4)待步骤(3)的涂层固化好后，采用空压机的高压气体将氟化铝纳米颗粒喷涂于基材表面，室温固化10min，于基材表面制得超疏水涂层。实施例2-4实施例2-4与实施例1基本相同，不同点在于，实施例2-4的步骤(2)中交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液和聚氨酯粘合剂用量不同，具体如下：实施例2中，步骤(2)将60％的交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液与40％聚氨酯粘合剂混合，机械搅拌2h，形成喷雾胶体悬浮液；实施例3中，步骤(2)将80％的交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液与20％聚氨酯粘合剂混合，机械搅拌2h，形成喷雾胶体悬浮液；实施例4中，步骤(2)将90％的交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液与10％聚氨酯粘合剂混合，机械搅拌2h，形成喷雾胶体悬浮液；其余与实施例1相同，在此不进行阐述。实施例5-7实施例5-7与实施例1基本相同，不同点在于，实施例5-7的步骤(4)中室温固化不同，具体如下：实施例5中，(4)待步骤(3)的涂层固化好后，采用空压机的高压气体将氟化铝纳米颗粒喷涂于基材表面，室温固化20min，于基材表面制得超疏水涂层；实施例6中，(4)待步骤(3)的涂层固化好后，采用空压机的高压气体将氟化铝纳米颗粒喷涂于基材表面，室温固化30min，于基材表面制得超疏水涂层；实施例7中，(4)待步骤(3)的涂层固化好后，采用空压机的高压气体将氟化铝纳米颗粒喷涂于基材表面，室温固化40min，于基材表面制得超疏水涂层；其余与实施例1相同，在此不进行阐述。对比例1一种超疏水涂层的制备方法，包括步骤：(1)首先将搅拌桨插入三口瓶中，旋转使桨叶打开，然后将三口瓶置于油浴锅中，固定于铁架台适当位置，并将搅拌桨与搅拌机连接，组装好实验装置。继而在三口瓶中加入60份的乙酸乙酯，随后加入30份的甲基丙烯酸甲酯(MMA)，40份的三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯和5份的偶氮二异丁腈(AIBN)，设定油浴锅温度为60℃，反应时间为18h。(2)将40％的交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液与60％聚氨酯粘合剂混合，机械搅拌2h，形成喷雾胶体悬浮液；(3)采用空压机的高压气体将喷雾胶体悬浮液均匀喷涂于基材表面，室温固化30min，于基材表面制得超疏水涂层。对实施例1-4和对比例1制备的涂层进行性能测试，其中，接触角测试结果见表1，扫描电子显微镜测试结果见图1-2。接触角测试：采用DSA30型(德国公司)接触角测定仪测量水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括步骤：/n(1)在反应容器中加入乙酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯和偶氮二异丁腈进行反应，制得交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液；/n(2)将所述交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液与聚氨酯粘合剂混合，搅拌均匀，形成喷雾胶体悬浮液；/n(3)采用冷喷涂方式将所述喷雾胶体悬浮液喷涂于基材表面，室温固化；/n(4)在步骤(3)的基础上，采用冷喷涂方式将氟化纳米颗粒喷涂于基材表面，室温固化，制得超疏水涂层。/n

【技术特征摘要】
1.一种超疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)在反应容器中加入乙酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯和偶氮二异丁腈进行反应，制得交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液；
(2)将所述交联聚甲基丙烯酸甲酯溶液与聚氨酯粘合剂混合，搅拌均匀，形成喷雾胶体悬浮液；
(3)采用冷喷涂方式将所述喷雾胶体悬浮液喷涂于基材表面，室温固化；
(4)在步骤(3)的基础上，采用冷喷涂方式将氟化纳米颗粒喷涂于基材表面，室温固化，制得超疏水涂层。


2.根据权利要求1所述的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，加入30-70份的所述乙酸乙酯、10-50份的所述甲基丙烯酸甲酯、5-40份的所述三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯和1-20份的所述偶氮二异丁腈。


3.根据权利要求1所述的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，反应温度为50-80℃。


4.根据权利要求1所述的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，反...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，
申请(专利权)人：安徽富印新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34