【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涂层及制备方法，具体涉及一种高附着力超疏水防护涂层工艺方法及涂层。
技术介绍
1、在现代工业和科技的快速发展进程中，超疏水涂层因其出色的防水、防污和自清洁性能，受到了广泛的关注和研究。超疏水涂层的表面通常具有微纳米级别的粗糙结构和低表面能物质，使得水滴在其表面能够形成高接触角和低滚动角，从而实现优异的疏水效果。这种特性使得超疏水涂层在诸多领域展现出巨大的应用潜力，例如建筑、汽车、航空航天、电子设备等。
2、然而，当试图将超疏水涂层应用于钢铁表面时，却面临着一系列严峻的挑战，其中最为关键的问题之一便是涂层在钢铁表面的附着力不足。钢铁作为一种广泛应用的结构材料，其表面的性质对涂层的附着性能有着重要影响。钢铁表面通常存在氧化层、杂质以及粗糙度不均匀等问题，这给超疏水涂层的牢固附着带来了极大的困难。
3、传统的涂层附着方法，如物理吸附、化学键合等，在超疏水涂层与钢铁表面的结合中效果并不理想。物理吸附往往依赖于分子间的范德华力，这种作用力相对较弱，容易在外界环境的影响下(如温度变化、机械摩擦等)被破坏，导致涂层脱落。化学键合虽然能提供较强的结合力，但由于钢铁表面的复杂性和化学活性的多变性，难以在涂层与钢铁之间形成稳定且均匀的化学键。此外，超疏水涂层自身的结构和组成特点也对其在钢铁表面的附着力产生了不利影响。超疏水涂层通常由低表面能物质(如氟化物、硅氧烷等)和微观粗糙结构构成。这些低表面能物质与钢铁表面的相容性较差，难以形成紧密的结合。同时，微观粗糙结构在提供超疏水性能的同时，也增加了涂层与基底之间的界
4、为了解决超疏水涂层在钢铁表面附着力不足的问题，研究人员进行了大量的尝试。一些方法包括对钢铁表面进行预处理，如酸洗、磷化、喷砂等，以改善表面粗糙度和化学活性；对超疏水涂层的配方进行优化，增加与钢铁表面相容性较好的成分；采用多层涂层结构，通过中间过渡层来增强涂层与基底的结合。然而，这些方法虽然在一定程度上提高了超疏水涂层的附着力，但仍存在诸多局限性。
5、因此，寻找一种简单、有效、经济且能够显著提高超疏水涂层在钢铁表面附着力的方法，成为了当前研究的重点和难点。这不仅对于推动超疏水涂层的实际应用具有重要意义，也为相关领域的技术创新和发展提供了新的思路和方向。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术目的是提供一种高附着力超疏水防护涂层工艺方法及涂层。
2、技术方案：本专利技术第一方面提供高附着力超疏水防护涂层工艺方法，包括如下步骤：
3、1.自制纳米氧化铁：
4、采用水热法、溶胶凝胶法、共沉淀等方法制备纳米氧化铁。
5、2.钕改性氧化铁：
6、材料：ndcl3·6h2o、自制纳米氧化铁(fe3o4)、去离子水
7、步骤：
8、(1)将一定量的ndcl3·6h2o溶解于去离子水中，配制成浓度为0.1-0.5mol/l的氯化钕溶液。
9、(2)将所需量的自制纳米氧化铁(fe3o4)颗粒加入去离子水中，配制成浓度为0.4-0.8mol/l的氧化铁溶液，利用超声波处理一定时间，使其均匀分散。
10、(3)将均匀分散的fe3o4溶液逐滴加入到ndcl3溶液中，同时滴加氨水溶液，并滴加氨水控制混合溶液的ph值在7到8之间，以促进nd3+离子与fe3o4表面的结合。
11、(4)为了进一步提高颗粒的结合强度和磁性，混合溶液在氩气保护下加热至300-500℃，搅拌反应2-4h，以促进nd3+与fe3o4的固溶和晶格结合，保证nd3+离子充分吸附在fe3o4颗粒表面。
12、(5)反应完成后，用离心机分离改性后的纳米fe3o4颗粒，并用去离子水和无水乙醇多次洗涤，以去除未反应的ndcl3和其他杂质。
13、(6)将清洗后的颗粒在烘箱中干燥，得到钕改性纳米fe3o4粉末。
14、所述fe3o4溶液和ndcl3溶液用量按照nd与fe的摩尔比为0.1：1。
15、3.钕改性氧化铁涂层制备：
16、材料：钕改性纳米氧化铁粉末、柠檬烯
17、步骤：
18、(1)将一定量钕改性纳米氧化铁粉末加入到柠檬烯溶剂中，利用超声波处理，使其均匀分散。
19、(2)将分散均匀的溶液加入喷枪中，以供喷涂使用。
20、(3)对待涂覆钢材表面进行预处理，包括清洗、打磨、化学处理和等离子处理等以提高涂层附着力。
21、(4)在均匀喷涂过程中，将预处理后的钢材置于磁场中，让钕改性磁性纳米氧化铁定向排列并吸附于钢材表面。
22、(5)涂层喷涂完成后，在磁场下固化涂层，确保改性磁性氧化铁纳米颗粒的均匀分布。
23、钕改性纳米氧化铁粉末与柠檬烯溶剂的用量比为：5～15g：100ml。
24、4.负电荷修饰聚合物微球的制备及涂覆：
25、材料：苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三甲基正硫酸氨酯(maptac)或其它阳离子单体、十二烷基磺酸钠或其它表面活性剂、过硫酸铵或过硫酸钾或偶氮二异丁腈(aibn)或其它引发剂
26、步骤：
27、(1)配制表面活性剂溶液。
28、(2)配置引发剂。
29、(3)将苯乙烯用naoh溶液进行多次洗涤，再用水洗涤多次，以去除阻聚剂。
30、(4)将三口烧瓶放置在磁力搅拌器中心，并安装温度计、冷凝管和氮气导入装置。
31、(5)在三口烧瓶中加入表面活性剂容易，开始搅拌并通氮气，置于70-80℃的水浴锅中加热。缓慢加入苯乙烯、丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的混合单体，加热一定时间。
32、(6)慢慢加入引发剂，引发聚合反应，反应持续4-6h。
33、(7)停止加热，冷却至室温后，使用离心机分离出固体微球，用去离子水洗涤直至洗液澄清，并在干燥器中干燥备用。
34、(8)取一定量的聚合物微球加入到柠檬烯溶剂中，通过超声波处理使其均匀分散，聚合物微球与柠檬烯溶剂的用量比为：0.8～1.2g：100ml。
35、(9)使用喷涂设备将负电荷聚合物微球涂层溶液均匀喷涂在已喷涂磁性颗粒物涂层的基材表面。
36、(10)置于室温下或在烘箱中干燥。
37、所述表明活性剂、引发剂、混合单体的用量为：表面活性剂用量为0.05～0.1g/100ml去离子水，引发剂用量为0.2～0.6g/2ml去离子水，混合单体10.4～16.4g。
38、所述混合单体由苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯组成，用量：10～15g苯乙烯、0.2～0.7g丙烯酸、0.2～0.7g甲基丙烯酸甲酯。
39、5.正电荷修饰聚合物微球的制备：
40、材料：苯乙烯(st)、甲基丙烯酸三甲基正硫酸氨酯(maptac)或其它阳离子单体、十二烷基磺酸钠本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高附着力超疏水防护涂层的工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高附着力超疏水防护涂层的工艺方法，其特征在于，所述步骤S1的制备方法：采用水热法、溶胶凝胶法或共沉淀法制备纳米氧化铁。
3.根据权利要求1所述的高附着力超疏水防护涂层的工艺方法，其特征在于，所述步骤S2的制备方法：
4.根据权利要求3所述的高附着力超疏水防护涂层的工艺方法，其特征在于，所述步骤S3的制备方法：
5.根据权利要求3所述的高附着力超疏水防护涂层的工艺方法，其特征在于，所述步骤S4的制备方法：
6.根据权利要求5所述的高附着力超疏水防护涂层的工艺方法，其特征在于，所述表面活性剂选自十二烷基磺酸钠；所述引发剂选自过硫酸铵或过硫酸钾或偶氮二异丁腈；所述混合单体由苯乙烯、丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯组成，用量：10～15g苯乙烯、0.2～0.7g丙烯酸、0.2～0.7g甲基丙烯酸甲酯。
7.根据权利要求1所述的高附着力超疏水防护涂层的工艺方法，其特征在于，所述步骤S5的制备方法：
8.根据权利要求7所述的高
9.根据权利要求1所述的高附着力超疏水防护涂层的工艺方法，其特征在于，所述步骤S6的制备方法：
10.权利要求1-9任一项所述的方法制备得到的涂层，其特征在于，依次包括钕改性磁性纳米氧化铁层作为钢铁基底层，负电荷修饰的聚合物微球膜层，正电荷修饰的聚合物微球膜层，带负电荷的改性纳米二氧化硅超疏水膜层。
...【技术特征摘要】
1.一种高附着力超疏水防护涂层的工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高附着力超疏水防护涂层的工艺方法，其特征在于，所述步骤s1的制备方法：采用水热法、溶胶凝胶法或共沉淀法制备纳米氧化铁。
3.根据权利要求1所述的高附着力超疏水防护涂层的工艺方法，其特征在于，所述步骤s2的制备方法：
4.根据权利要求3所述的高附着力超疏水防护涂层的工艺方法，其特征在于，所述步骤s3的制备方法：
5.根据权利要求3所述的高附着力超疏水防护涂层的工艺方法，其特征在于，所述步骤s4的制备方法：
6.根据权利要求5所述的高附着力超疏水防护涂层的工艺方法，其特征在于，所述表面活性剂选自十二烷基磺酸钠；所述引发剂选自过硫酸铵或过硫酸钾或偶氮二异丁腈；所述混合单体由苯乙烯、丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯组成，用量：10～15g苯乙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：申媛媛，朱锴，张雯凯，董耀华，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：
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