[發明專利]一種環氧樹脂超疏水涂層的制備方法無效

申請號：	200810061480.7	申請日：	2008-05-05
公開（公告）號：	CN101575478A	公開（公告）日：	2009-11-11
發明（設計）人：	烏學東;周嵐	申請（專利權）人：	中國科學院寧波材料技術與工程研究所
主分類號：	C09D163/02	分類號：	C09D163/02;C09D7/12;B05B7/14;B05B7/02;B05B3/00;B05B5/08;C03C17/32
代理公司：	寧波誠源專利事務所有限公司	代理人：	袁忠衛
地址：	315201浙江***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種環氧樹脂疏水涂層制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及疏水涂層的制備方法，確切地說是一種表面接枝改性法和有機/無機復合制備環氧樹脂超疏水涂層的方法。

背景技術

表面性質是固體材料最重要的理化性質之一，許多物理化學過程，如吸附、催化、粘合、摩擦等都與物質的表面性能密切相關。而浸潤性又是材料表面性質的一個主要方面，在催化、涂飾、防水、生物醫用材料等領域有著重要作用。近年來，超疏水表面引起了人們的廣泛關注，表面的疏水性能通常用表面與水靜態的接觸角和動態的滾動角描述，所謂超疏水表面是指與水的接觸角大于150°，而滾動角小于10°的表面，它在工業生產及生物醫用領域都有著極其廣闊的應用前景，例如，天線及玻璃表面的防雪、交通指示燈的自清潔、船體表面減小摩擦、紡織品防污、金屬精煉及細胞運動性等。

目前許多超疏水表面的制備方法已有報道，主要有以下幾個方面：(1)McCarthy等用射頻等離子體刻蝕雙軸取向的聚丙烯膜，并加入聚四氟乙烯對聚丙烯的表面進行氟化改性，通過調節時間來控制聚丙烯表面的粗糙度和氟化程度，接觸角可達θa/θr＝172°/169°；(2)Rao等用溶膠凝膠的方法，以甲基三甲氧基硅烷為前驅體，在甲醇溶液中，氨水為催化劑，得到的粗糙硅氣溶膠表面的CA可達170°；(3)Lau等在碳納米管陣列薄膜的表面上以化學氣相沉積法沉積一層共形的聚四氟乙烯膜，得到的材料表面具有很好的疏水性；(4)韓艷春等通過對PTFE橡膠帶進行簡單的拉伸，隨著拉伸率的增大，構成橡膠的纖維狀PTFE晶體之間的距離增大，導致表面的粗糙度增加，表面CA也隨之增加。在190％的拉伸率時，CA達165°；(5)Erbil等以等規聚丙烯為成膜物質，通過選擇合適的溶劑、沉淀劑和成膜溫度來調控溶液成膜過程中聚合物的結晶速率，得到了具有多孔結構的聚合物表面，與水的CA可達160°；(6)江雷等將聚丙烯腈原溶液通過多孔氧化鋁模板擠入凝固液中固化，制備的針狀聚丙烯腈納米纖維陣列與水的CA達173°；(7)江雷等用電化學沉積得到粗糙的氧化鋅表面，CA為128°，經氟硅烷處理后CA提高到152°；(8)Rubner用靜電自組裝技術得到蜂窩狀的聚電介質表面，然后在表面引入無機納米硅顆粒提高表面的粗糙度，經含氟硅烷疏水修飾后，得到超疏水表面；(9)劉維民等用氫氧化鈉溶液腐蝕鋁或鋁合金的表面來得到粗糙表面，分別經氟烷或乙烯基有機硅疏水修飾后，得到金屬基底的超疏水表面。

現有報道的大多數超疏水表面的制備過程中均涉及到用較昂貴的低表面能物質，如含氟或硅烷的化合物來降低表面的表面能，而且許多方法涉及到特定的設備、苛刻的條件和較長的周期，難以用于大面積超疏水表面的制備，這就制約了該類超疏水涂膜在外墻涂料、工業涂料等工程領域的應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡化環氧樹脂超疏水涂層的制備方法，解決超疏水表面生產成本高、制備工藝復雜、應用性差的問題，采用有機/無機雜化法在基底材料表面進行涂膜，經加熱固化可不經表面修飾直接制得接觸角大于150°，具有優良綜合性能的環氧樹脂超疏水涂料。

實現本發明目的的技術方案是：一種環氧樹脂超疏水涂層的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)涂層溶膠的制備：

將二氧化硅顆粒溶于溶劑中，加入硅烷偶聯劑，在0～100℃條件下攪拌充分反應，再加入水性環氧樹脂涂料、疏水劑，攪拌反應，制得涂層溶膠；

(2)基底材料表面涂膜：

用提拉涂膜、旋涂、流延涂膜或噴涂的方法將步驟(1)中制得的溶膠均勻涂抹于基底表面，提出后室溫下靜置待用；

(3)加熱固化過程：

將步驟(2)中涂膜的基地材料放入烘箱中，在室溫或升到250℃溫度范圍使環氧樹脂固化交聯，取出后即得環氧樹脂超疏水涂層。

本發明所用的二氧化硅顆粒為形貌、粒徑均不相同的至少兩種大小的二氧化硅顆粒的混合。二氧化硅用量為溶解它溶劑質量的0.5～30％。

本發明所用的分散二氧化硅顆粒的溶劑為甲醇、乙醇、四氫呋喃、正丙醇、異丙醇、丁醇或異丁醇。