一种防腐防冰自清洁超疏水涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于金属防腐技术领域，具体涉及一种防腐防冰自清洁超疏水涂料及其制备方法和应用。本发明专利技术采用1H,1H,2H,2H

【技术实现步骤摘要】
一种防腐防冰自清洁超疏水涂料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于金属防腐
，具体涉及一种防腐防冰自清洁超疏水涂料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]金属设备、构件、管道和压力容器在工业生产中扮演着重要的角色，而金属设备大多数的破坏是由于腐蚀而引起的，特别是与酸、碱、盐等腐蚀性介质接触的金属设备，据统计每年因腐蚀而报废的钢铁设备相当于年产量的30％。腐蚀会使金属表面受到破坏而失效，给环境、企业生产、人民财产和生命安全带来严重的隐患。其次，在高寒地区，水汽附着并冻结在金属设备表面，严重影响了各种设备、构件的安全运行。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种防腐防冰自清洁超疏水涂料及其制备方法和应用，将防腐防冰自清洁超疏水涂料涂布在金属设备表面可有效提高其防腐性能和抗结冰性能。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种防腐防冰自清洁超疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]将SiO2和1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷醇溶液第一混合，进行改性，得到改性二氧化硅分散液；
[0007]将聚酯型热塑性聚氨酯弹性体和有机溶剂进行第二混合，得到聚酯型热塑性聚氨酯弹性体溶胶；
[0008]将所述改性二氧化硅分散液、聚酯型热塑性聚氨酯弹性体溶胶和聚氨酯固化剂进行第三混合，进行掺杂，得到防腐防冰自清洁超疏水涂料。
[0009]优选的，所述SiO2和1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷醇溶液中1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷的质量比为2﹕(1～2)。
[0010]优选的，所述1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷醇溶液中的醇包括无水乙醇；所述1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷醇溶液中1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷的质量浓度为1～2％。
[0011]优选的，所述SiO2的平均粒径为15
±
5nm；所述改性的时间为1～2h。
[0012]优选的，所述有机溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺或四氢呋喃。
[0013]优选的，所述聚酯型热塑性聚氨酯弹性体和有机溶剂的用量比为4g﹕(30～60)mL；所述第二混合的时间为1～2h；所述第二混合的温度为60～80℃。
[0014]优选的，所述聚氨酯固化剂为异氰酸酯固化剂；所述聚酯型热塑性聚氨酯弹性体与聚氨酯固化剂的质量比为4﹕(1～2)；所述掺杂的时间为10～30min，所述掺杂的温度为室温。
[0015]本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的防腐防冰自清洁超疏水
涂料，包括聚酯型热塑性聚氨酯弹性体固化体和掺杂于所述聚酯型热塑性聚氨酯弹性体固化体中的1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷改性SiO2粒子。
[0016]本专利技术还提供了上述技术方案所述防腐防冰自清洁超疏水涂料在金属防腐防冰中的应用。
[0017]本专利技术还提供了上述技术方案所述应用的方法，包括以下步骤：
[0018]将上述技术方案所述防腐防冰自清洁超疏水涂料涂布在金属表面，干燥，得到防腐防冰自清洁超疏水涂层。
[0019]本专利技术提供了一种防腐防冰自清洁超疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：将SiO2和1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷醇溶液第一混合，进行改性，得到改性二氧化硅分散液；将聚酯型热塑性聚氨酯弹性体和有机溶剂进行第二混合，得到聚酯型热塑性聚氨酯弹性体溶胶；将所述改性二氧化硅分散液、聚酯型热塑性聚氨酯弹性体溶胶和聚氨酯固化剂第三混合进行掺杂，得到防腐防冰自清洁超疏水涂料。本专利技术采用1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷来对SiO2进行疏水改性，1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷在水解后释放低分子醇，由此产生的活泼性硅醇，能与二氧化硅上的羟基等含氧基团产生化学键合，在二氧化硅表面形成自组装的单分子氟硅膜层，降低二氧化硅的表面能，再用改性SiO2掺杂聚酯型热塑性聚氨酯弹性体制备得到超疏水涂料，将其涂布在金属设备表面形成的涂层中，改性SiO2掺杂聚酯型热塑性聚氨酯弹性体使涂层表面粗糙，形成的微纳米结构能捕捉空气，形成空气层，阻止热量传递，可以有效延长金属设备表面的结冰时间，提高其抗结冰性能。此外，由于上述涂层表面空气层的存在，凭借空气的阻塞效应，可有效抑制金属基底与腐蚀介质的直接接触，能极大的提高金属基底在酸、碱、盐腐蚀介质中的耐腐蚀性，实施例结果表明，本专利技术提供的防腐防冰自清洁超疏水涂料涂布在金属设备表面形成的涂层的原始接触角为161
°
，随着冲击的砂子质量不断增加，接触角逐渐下降，当砂子下落量达到500g时，接触角下降到了145
°
，结合涂层接触角下降程度比较小，说明本专利技术提供的防腐防冰自清洁超疏水涂料具有良好的耐磨性能；涂层在水、酸、碱、盐中浸泡10天后，涂层接触角略有下降，但涂层表面仍能保持很好的超疏水性，表明本专利技术提供的防腐防冰自清洁超疏水涂料具有优异的化学稳定性，降低了设备、构件的安全风险，延长了使用寿命。
[0020]此外，本专利技术提供的防腐防冰自清洁超疏水涂料制备工艺简单，具备现场大面施工的条件，在金属设备、构件、管道和压力容器防腐等领域具有非常广阔的应用前景。
附图说明
[0021]图1为本专利技术所述防腐防冰自清洁超疏水涂料的制备工艺图；
[0022]图2为应用例1得到的防腐防冰自清洁超疏水涂层的疏水性能测试结果图；
[0023]图3为水滴在应用例1得到的防腐防冰自清洁超疏水涂层上的弹跳图；
[0024]图4为应用例1得到的防腐防冰自清洁超疏水涂层表面的微观结构图；
[0025]图5为电化学工作站对空白45号钢、TPU涂层和应用例1得到的防腐防冰自清洁超疏水涂层在不同腐蚀溶液中的Nyquist图和极化曲线图；
[0026]图6为应用例1得到的防腐防冰自清洁超疏水涂层表面防结冰性能测试图；
[0027]图7为应用例1得到的防腐防冰自清洁超疏水涂层表面的自清洁性能；
[0028]图8为应用例1得到的防腐防冰自清洁超疏水涂层表面的耐磨性和化学稳定性测
试结果图。
具体实施方式
[0029]本专利技术提供了一种防腐防冰自清洁超疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0030]将SiO2和1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷醇溶液进行第一混合，进行改性，得到改性二氧化硅分散液；
[0031]将聚酯型热塑性聚氨酯弹性体和有机溶剂进行第二混合，得到聚酯型热塑性聚氨酯弹性体溶胶；
[0032]将所述改性二氧化硅分散液、所述聚酯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防腐防冰自清洁超疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：将SiO2和1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷醇溶液第一混合，进行改性，得到改性二氧化硅分散液；将聚酯型热塑性聚氨酯弹性体和有机溶剂进行第二混合，得到聚酯型热塑性聚氨酯弹性体溶胶；将所述改性二氧化硅分散液、聚酯型热塑性聚氨酯弹性体溶胶和聚氨酯固化剂进行第三混合，进行掺杂，得到防腐防冰自清洁超疏水涂料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述SiO2和1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷醇溶液中1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷的质量比为2﹕(1～2)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷醇溶液中的醇包括无水乙醇；所述1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷醇溶液中1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三甲氧基硅烷的质量浓度为1～2％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述SiO2的平均粒径为15
±

【专利技术属性】
技术研发人员：胡军，刘喻波，宋卫兵，谭远，薛静静，石佳坤，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：