[發(fā)明專利]一種材料表面防護(hù)用超疏水涂層噴劑及其制備和使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710042605.0
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106752255A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮利邦;劉馨;劉艷花;史雪婷;強(qiáng)小虎;王彥平
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州交通大學(xué)
• 主分類號: C09D7/00
• 分類號: C09D7/00;C09D7/14;C09D7/12
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司62102
• 代理人: 張晉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混凝土、金屬、玻璃、石材、紡織品、塑料、木材等材質(zhì)基材表面疏水化防護(hù)，應(yīng)用范圍是交通設(shè)施、建筑物、交通工具、織物等。具體是一種材料及設(shè)施表面防護(hù)用超疏水涂層噴劑及其制備和使用方法。

背景技術(shù)

在大氣、陽光、酸雨、鹽霧、高低溫等物理或化學(xué)因素作用下，混凝土、金屬、玻璃、石材、紡織品、塑料、木材等材質(zhì)設(shè)施在使用過程中會出現(xiàn)這樣那樣的問題。如金屬表面會被腐蝕而出現(xiàn)銹蝕，混凝土、石材在水分及高低溫變化、堿酸作用下容易被侵蝕而出現(xiàn)風(fēng)化開裂，玻璃表面會結(jié)霧、結(jié)霜，紡織品表面會吸附大量污染物，木材易吸潮發(fā)生濕脹、變形和霉變，電線等在低溫下表面容易結(jié)冰，等等。這些現(xiàn)象給人們的日常生活和工作造成了很大困擾，對工程及設(shè)備的正常運(yùn)營和安全生產(chǎn)造成了極大威脅。為改善工作和生活環(huán)境，減少資源和能源的浪費(fèi)，提高相關(guān)設(shè)施及工程的耐久性，許多科研機(jī)構(gòu)投入了大量的人力、物力、財力研發(fā)表面防護(hù)材料來解決這些難題和實際問題。

超疏水材料憑借其能夠有效抑制材料表面氧化、腐蝕、污染物附著、結(jié)冰結(jié)霜和減少材料表面電流傳導(dǎo)等而備受人們的關(guān)注，這些特殊的性能使其在建筑物、輪船、電氣設(shè)備、潔具、衛(wèi)星天線、電纜、玻璃等的表面防護(hù)方面具有很大的應(yīng)用價值。研究發(fā)現(xiàn)，超疏水特性是由材料的表面微結(jié)構(gòu)和材料的表面化學(xué)組成共同決定的。采用刻蝕法、溶膠-凝膠法、氣相沉積法、電化學(xué)法、異相成核法、等離子體處理法、交替沉積法、模版法、自組裝法、溶劑-非溶劑法等方法，在混凝土、金屬、玻璃、石材、紡織品、塑料、木材等材質(zhì)基材表面構(gòu)建牢固的超疏水涂層，可以阻止這些材料與水分及有害物質(zhì)接觸，從而便可對這些基材進(jìn)行保護(hù)和防護(hù)，最終可以提高相關(guān)基材的耐久性、延長使用壽命，并賦予這些材料及相應(yīng)設(shè)施具有防水、耐腐蝕、防污自清潔、防結(jié)冰結(jié)霜等性能。

公開號為CN101935834A、CN101007304A的專利通過沸水或硝酸及其銅-鎳鹽對鋁材進(jìn)行處理再輔以疏水化修飾，得到超疏水的鋁及鋁合金表面。該方法僅局限于鋁制品表面的超疏水修飾。

公開號為CN101649152A、CN101307210A、CN101157809、CN101117713、CN101205439A的專利和美國專利US6068911等通過將EVA、硅丙乳液或聚四氟乙烯粉等聚合物與正硅酸乙酯、無機(jī)納米粒子、硅烷偶聯(lián)劑等在酸性或堿性催化劑作用下，經(jīng)過復(fù)雜工藝制備得到超疏水涂層。

公開號為CN101734945、CN103923561、CN104231916A、CN102795786A、CN104650725的專利利用有機(jī)硅、表面改性納米粒子、石墨烯等制得防護(hù)劑，其涂膜對水的接觸角提升小、憎水效果欠佳或防護(hù)時間短、應(yīng)用于工程時實用性受限。

然而，現(xiàn)有的這些方法或多或少存在以下一些問題：(1)使用昂貴的材料(如表面極低的氟聚合物等)或設(shè)備，成本高，實際利用價值低；(2)用到有毒的溶劑(如甲苯、二甲苯等)，不利于施工及環(huán)保應(yīng)用要求；(3)在防護(hù)劑應(yīng)用前需要對基材表面進(jìn)行打磨、拋光、清洗等繁瑣處理；(4)難以達(dá)到優(yōu)異的憎水效果或超疏水涂層附著不牢，在外力作用下容易破壞、防護(hù)時間短；(5)需要復(fù)雜的制備工藝，很難在大面積的工程表面施工，應(yīng)用于工程時實用性受到很大局限性，等等。而實際中采用的方法通常要求原材料及制備設(shè)備等成本低、材料及工藝環(huán)保、制備工藝簡單、防護(hù)效果耐久性好等。因此，目前真正具備實用性、高效性、環(huán)保性、耐久性的表面防護(hù)用超疏水材料并不多見，發(fā)明一種簡單而且成本低的技術(shù)制備超疏水防護(hù)材料、并能夠通過簡單的工藝制備防護(hù)涂層是非常有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種混凝土、金屬、玻璃、石材、紡織品、塑料、木材等材質(zhì)基材表面防護(hù)用超疏水涂層噴劑，以保證這些基材及相應(yīng)設(shè)備設(shè)施在大氣、陽光、酸雨、鹽霧、高低溫等物理或化學(xué)因素作用下免受或少受被腐蝕而銹蝕、霉變、變形、風(fēng)化開裂、滲水、結(jié)霧/結(jié)霜/結(jié)冰、吸附污染物等問題。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種基材表面保護(hù)用低成本、環(huán)保、制備工藝簡單、防護(hù)效果好的超疏水涂層噴劑的制備方法。

本發(fā)明的進(jìn)一步目的在于提供一種超疏水涂層噴劑的使用方法。

為實現(xiàn)上述之目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

(一)一種超疏水涂層噴劑，是由無機(jī)納米粒子、無機(jī)微粒、疏水劑、溶劑組成，其重量比為無機(jī)納米粒子0.3～2份、無機(jī)微粒0～1.7份、疏水劑10～30份、溶劑68～89.7份。