一种复合耐磨超疏水涂层及其使用方法技术

本发明专利技术公开一种复合耐磨超疏水涂层及其使用方法，复合耐磨超疏水涂层由面层材料和底层材料层叠构成，底层材料包括氟碳类树脂及环氧树脂的混合物；面层材料包括疏水改性陶瓷微珠，以及包覆于疏水改性陶瓷微珠表面的疏水改性纳米纤维素和填充于疏水改性陶瓷微珠内部的疏水改性纳米纤维素；超疏水性能好、附着力强、硬度高、耐洗刷能力强。耐洗刷能力强。耐洗刷能力强。

【技术实现步骤摘要】
一种复合耐磨超疏水涂层及其使用方法


[0001]本专利技术涉及涂层
，尤其涉及一种复合耐磨超疏水涂层及其使用方法。

技术介绍

[0002]纳米纤维素是一种新型的纳米生物材料，纤维直径小、长径比大、表面含有大量羟基；可通过物理缠绕、结合形成具有稳定三维网络结构的凝胶。其制备的气凝胶除了具备传统气凝胶的特性外，还融合了纳米纤维素的一些性能：较大的比表面积和化学稳定性、良好的生物相容性及可降解性。表面众多的羟基，使纳米纤维素气凝胶极易吸收水分，从而造成气凝胶结构的坍塌，限制了气凝胶材料的应用。
[0003]目前针对纳米纤维素存在的缺陷，可基于纳米纤维素羟基的性质，以通过酯化、烷基化、酰胺化等反应引入各种功能基团对纳米纤维素进行改性，制备出众多具有优异性能的纳米纤维素功能材料。目前在疏水改性方面，将纳米纤维素硅烷化是常用的方法。
[0004]但目前仅仅通过对纳米纤维素的疏水改性还存在诸多问题。比如涂层的粗糙度不高，疏水性能不强，未能达到超疏水性能标准；耐洗刷性，涂层硬度问题绿色环保等等方面都有诸多问题，尤其是纳米纤维素较脆，容易形成粉末状无法有效附着在涂层表面，容易脱落，耐候性等都较弱。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供一种复合耐磨超疏水涂层及其使用方法，超疏水性能好、附着力强、硬度高、耐洗刷能力强。
[0006]为达到上述技术目的，本申请采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本申请提供一种复合耐磨超疏水涂层，复合耐磨超疏水涂层由面层材料和底层材料层叠构成，底层材料包括氟碳类树脂及环氧树脂的混合物；面层材料包括疏水改性陶瓷微珠，以及包覆于疏水改性陶瓷微珠表面的疏水改性纳米纤维素和填充于疏水改性陶瓷微珠内部的疏水改性纳米纤维素。
[0008]优选的，底层材料中，氟碳类树脂与环氧树脂的质量比为1
‑
3:1。
[0009]优选的，面层材料的制备方法为：将疏水改性陶瓷微珠浸泡于疏水改性纳米纤维素溶液中，静置后，冷冻、干燥、研磨，即得。
[0010]优选的，疏水改性陶瓷微珠的制备方法为：将十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷溶液与陶瓷微珠溶液混合，即得。
[0011]优选的，疏水改性纳米纤维素的制备方法为，将疏水改性剂的酸溶液滴加于纳米纤维素的悬浮液中，继续加入胺类硅烷偶联剂，超声分散，得疏水改性纳米纤维素溶液。
[0012]优选的，疏水改性剂包括十六烷基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氮烷、烷氧基硅烷、氯硅烷、环氧基硅烷、乙烯基硅烷中的一种或几种。
[0013]优选的，疏水改性剂的酸溶液pH值为3
‑
4。
[0014]优选的，纳米纤维素包括稻谷壳纯化纳米纤维素、花生壳纯化纳米纤维素、椰子壳
纯化纳米纤维素中的一种或几种。
[0015]第二方面，本申请提供一种复合耐磨超疏水涂层的使用方法，包括以下步骤：将底层材料旋涂于基底表面，而后喷洒面层材料，加热老化即可。
[0016]优选的，基底为铝合金基底。
[0017]优选的，加热老化的温度为50
‑
60℃。
[0018]本申请的有益效果如下：
[0019]本申请通过将疏水改性陶瓷微珠与疏水改性纳米纤维素两种材料进行复合，得到面层材料，该面层材料中疏水改性纳米纤维素不但可以填充疏水改性陶瓷微珠的内部同时也包覆疏水改性陶瓷微珠的表面，大大降低了涂层的表面能，另外，疏水改性陶瓷微珠与疏水改性纳米纤维素两种材料进行复合提高了涂层的粗糙度，二者协同提高了涂层的疏水性能及硬度；面层材料解决了因面层材料粗糙而造成经过酸碱腐蚀，磨损之后易钝化，超疏水性能易散失的问题，本申请的面层材料保护了涂层表面的粗糙度，确保了涂层的使用寿命。
[0020]本申请的底层材料氟碳类树脂可降低涂层的表面能，提高疏水性能，环氧树脂可加强与基底的附着力。
附图说明
[0021]图1为涂层耐刷洗能力测试结果。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0023]纳米纤维素具有优良的力学性能，耐湿、耐热性都比较优异，可作为涂层原料。但纳米纤维素气凝胶结构较脆，同时纳米纤维素上含有大量羟基，羟基具有吸水性，需进行疏水改性；同时纳米纤维素气凝胶结构较脆，易呈粉末状，粉末容易脱落，无法有效固定在材料表面。
[0024]陶瓷微珠作为一种新型的非金属空心多功能材料,具有超轻、悬浮性好、高硬度、高耐磨性、化学稳定性等特性被广泛应用于涂层、塑料、橡胶陶瓷、造纸、耐火材料及化妆品等多个领域；但陶瓷微珠粒径较大，粗糙度不高，疏水性不强；进行超疏水改性中要确保材料表面具有一定的粗糙度，但粗糙表面经过酸碱腐蚀，磨损之后易钝化，超疏水性能易散失。
[0025]基于此，创立了本申请。
[0026]本申请提供一种复合耐磨超疏水涂层，复合耐磨超疏水涂层由面层材料和底层材料层叠构成，底层材料包括氟碳类树脂及环氧树脂的混合物；面层材料包括疏水改性陶瓷微珠，以及包覆于疏水改性陶瓷微珠表面的疏水改性纳米纤维素和填充于疏水改性陶瓷微珠内部的疏水改性纳米纤维素。其中氟碳类树脂及环氧树脂的混合物：疏水改性陶瓷微珠：纤维素气凝胶粉末质量之比为35:45:20。
[0027]本申请通过将疏水改性陶瓷微珠与疏水改性纳米纤维素两种材料进行复合，得到面层材料，该面层材料中疏水改性纳米纤维素不但可以填充疏水改性陶瓷微珠的内部同时
也包覆疏水改性陶瓷微珠的表面，大大降低了涂层的表面能，另外，疏水改性陶瓷微珠与疏水改性纳米纤维素两种材料进行复合提高了涂层的粗糙度，二者协同提高了涂层的疏水性能及硬度；本申请的面层材料解决了经过酸碱腐蚀，磨损之后易钝化，超疏水性能易散失的问题。
[0028]本申请中的底层材料中氟碳类树脂可降低涂层的表面能，提高疏水性能，可加强与基底的附着力。
[0029]氟碳类树脂与环氧树脂的质量比为1
‑
3:1。氟树脂也具有更低的表面能，大大增加了涂层的疏水性能，而环氧树脂还同时解决了氟碳树脂在金属基材上易脱落的问题。
[0030]面层材料的制备方法为：将疏水改性陶瓷微珠浸泡于疏水改性纳米纤维素溶液中，静置后，冷冻、干燥、研磨，即得。经过冷冻干燥处理，疏水改性陶瓷微珠表面会形成疏水性纳米纤维素气凝胶，同时，由于经过浸泡处理，疏水改性陶瓷微珠与疏水改性纳米纤维素充分融合，使得冷冻干燥后，一部分的疏水改性纳米纤维素进入疏水改性陶瓷微珠的内部。由于面层材料中，单独的疏水改性纳米纤维素的硬度不强，冲洗后易脱落，而单独的疏水改性的陶瓷微珠虽然经过了疏水改性，但其疏水性仍有待提高，而二者复合后，可协同提高底层材料的疏水性能及耐冲刷性能。
[0031]疏水改性陶瓷微珠的制备方法为：将十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷溶液与陶瓷微珠溶液混合，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合耐磨超疏水涂层，其特征在于，所述复合耐磨超疏水涂层由面层材料和底层材料层叠构成，所述底层材料包括氟碳类树脂及环氧树脂的混合物；所述面层材料包括疏水改性陶瓷微珠，以及包覆于所述疏水改性陶瓷微珠表面的疏水改性纳米纤维素和填充于所述疏水改性陶瓷微珠内部的疏水改性纳米纤维素。2.根据权利要求1所述的复合耐磨超疏水涂层，其特征在于，所述底层材料中，氟碳类树脂与环氧树脂的质量比为1
‑
3:1。3.根据权利要求1所述的复合耐磨超疏水涂层，其特征在于，所述面层材料的制备方法为：将所述疏水改性陶瓷微珠浸泡于所述疏水改性纳米纤维素溶液中，静置后，冷冻、干燥、研磨，即得。4.根据权利要求1所述的复合耐磨超疏水涂层，其特征在于，所述疏水改性陶瓷微珠的制备方法为：将十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷溶液与陶瓷微珠溶液混合，即得。5.根据权利要求1所述的复合耐磨超疏水涂层，其特征在于，所述疏水改性纳米纤维素的...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐杨，华云华，余锴，张波桥，贾伦，
申请(专利权)人：武汉长弢新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：