[發明專利]一種抗磨損的聚硫超疏水涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201510064489.3
• 申請日: 2015-02-06
• 公開（公告）號: CN104629602B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 王峰;趙國慶;王華;王超;粟常紅;田新博;王治國;劉宗明;段廣彬
• 申請（專利權）人: 山東天匯防水股份有限公司
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D163/00;C09D7/12;C08G18/65;C08G18/64;C08G18/32;C08G18/10
• 代理公司: 山東舜天律師事務所37226
• 代理人: 李新海

技術領域

本發明涉及一種聚硫超疏水涂層的制備方法，屬于涂料技術領域。

背景技術

超疏水涂層指與水滴接觸角大于150°的涂層，超疏水涂層具有自清潔、防水、防冰雪粘覆功能，在日常生活、工業領域具有應用前景，超疏水涂層具有高度粗糙結構，超疏水表面遭受摩擦時，實際上由表面的微米或納米微凸起承載壓力與剪切作用，表面微凸所承載壓強與剪切應力遠遠大于表觀壓強與剪切應力，從而導致表面粗糙結構因應力集中而損壞，最終導致超疏水功能失效。因此，超疏水表面在使用過程中易于遭受磨損而失效。

發明內容

本發明的目的是提供一種能克服上述缺陷、工藝簡單、投資成本低、容易施工、工作性能優良的聚硫超疏水涂層的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種抗磨損的聚硫超疏水涂層的制備方法，其特征在于制備方法采用以下二個步驟：

1）將液體聚硫橡膠、甲苯二異氰酸酯和乙酸乙酯進行預聚，合成得到聚硫聚氨酯預聚體溶液；將上述的聚硫聚氨酯預聚體溶液攪拌、滴加到二乙烯三胺的乙醇溶液中，擴鏈得到聚硫粉末橡膠分散液；

2）將上述的聚硫粉末橡膠分散液與環氧樹脂F-51的乙酸乙酯溶液、氨基硅油、三乙烯四胺、攪拌均勻得到噴涂液，用噴槍噴涂于基體上，固化，基體表面形成有序微凸結構，即超疏水涂層。

作為對本技術方案的進一步改進，本發明的一種具有抗磨損性能的聚氨酯超疏水涂層的制備方法，在步驟1）中，液體聚硫橡膠與甲苯二異氰酸酯的質量比為1.45:1~1.9:1，聚硫聚氨酯預聚體溶液中乙酸乙酯的質量含量為87%~90%，二乙烯三胺的乙醇溶液中二乙烯三胺的質量含量為0.8%-1.2%，二乙烯三胺的乙醇溶液與聚硫聚氨酯預聚體溶液質量比為1.11:1~1.25:1。

作為對本技術方案的進一步改進，本發明的一種具有抗磨損性能的聚氨酯超疏水涂層的制備方法，在步驟2）中，環氧樹脂F-51的乙酸乙酯溶液中F-51質量濃度為10%，聚硫粉末橡膠分散液與環氧樹脂F-51的乙酸乙酯溶液的質量比為：3.2:1~4.0:1，噴涂液中三乙烯四胺的質量濃度為0.3%，氨基硅油的質量濃度為0.42%。

作為對本技術方案的進一步改進，本發明的一種具有抗磨損性能的聚氨酯超疏水涂層的制備方法，步驟1）中，將液體聚硫橡膠、甲苯二異氰酸酯和乙酸乙酯進行預聚，于60℃下預聚1小時。

作為對本技術方案的進一步改進，本發明的一種具有抗磨損性能的聚氨酯超疏水涂層的制備方法，步驟1）中，攪拌速度為300轉每分鐘~500轉每分鐘。

作為對本技術方案的進一步改進，本發明的一種具有抗磨損性能的聚氨酯超疏水涂層的制備方法，步驟2）中，所述的固化過程為20℃下固化12小時。

作為對本技術方案的進一步改進，本發明的一種具有抗磨損性能的聚氨酯超疏水涂層的制備方法，步驟1）中，二乙烯三胺的乙醇溶液中二乙烯三胺的質量含量為1%。

作為對本技術方案的進一步改進，本發明的一種具有抗磨損性能的聚氨酯超疏水涂層的制備方法，步驟2）環氧樹脂F-51的乙酸乙酯溶液中F-51質量濃度為10%，聚硫粉末橡膠分散液與環氧樹脂F-51的乙酸乙酯溶液的比例為：3.2:1~4.0:1，噴涂液中三乙烯四胺的質量濃度為0.3%，氨基硅油的質量濃度為0.42%。

本發明所述的基體為玻璃、金屬、木材、陶瓷基體。

本發明與現有技術相比，其優點在于：

1、所制備的超疏水涂層為聚硫橡膠組成，涂層具有抗磨損性能：按美國材料與試驗協會標準ASTM D 968-05（落沙磨蝕法測定有機涂層耐磨性的試驗）進行耐磨損性能測試，結果表明，涂層經4公斤石英砂從高度為960毫米、內徑為20毫米導管落下對涂層進行磨損試驗后。涂層與水靜止接觸角仍保持在150°以上。本技術方案的超疏水表面涂層為彈性體材料，訪彈性體材料是聚合物材料中力學性能獨特的新材料。相對現有技術的塑性材料與脆性材料，本技術方案由彈性材料構建的超疏水表面在耐磨損性能方面更有優勢：在遭受壓力時，彈性微凸被擠入相鄰的凹谷，在遭受剪切作用力時，彈性微凸會倒伏、填入相鄰的凹谷，表面變成相對平滑、受力面積增加，在外力回撤后，彈性形變可以回復。但是彈性體在固化前具有流動性，無法自動形成微觀有序結構，形成的涂層是光滑的，不具備超疏水性能。本發明的技術方案將噴涂液噴涂于基體固化后形成超疏水涂層，涂層表面具有由聚硫粉末橡膠構成的微觀有序的微凸，同時通過粉末橡膠與環氧樹脂的固化反應將聚氨酯微凸固定在基體表面。