[發明專利]一種環保多功能超疏水涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201711187867.2
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107880770B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 劉丹;黃智偉
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D5/08;C09D5/16
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;劉洋

本發明公開了一種環保多功能超疏水涂層的制備方法。包括納米二氧化鈦粉體的制備；異氰酸十八酯改性的納米二氧化鈦粉體的制備；硅樹脂與改性的納米二氧化鈦粉體混合涂層的制備；將所得的疏水涂料涂覆在基底上，即得超疏水涂層。本發明解決了現有技術制備成本高，制備儀器和過程復雜的問題，通過低表面能材料十八烷基異氰酸酯與二氧化鈦表面的羥基反應生成異氰酸酯基及接枝長鏈之間的氫鍵的聯合作用，使在外界環境中的耐久性大大提高，放置6個月后仍有較好的超疏水性。另外，強酸強堿的侵蝕，油污及有機分子的污染都不會破壞其超疏水特性，該疏水涂層還有較好的力學性能，能經受住外界一定程度的水流沖擊以及砂紙磨損。

技術領域

本發明屬于涂料制備技術領域，具體涉及一種環保多功能超疏水涂層及其制備方法。

背景技術

超疏水涂層由于其獨特的自清潔防污抗菌，以及防污防冰凍等特性，近些年來吸引了廣大研究人員的興趣。低表面能的材料和層級粗糙度兩個因素對超疏水涂層來說不可或缺，其中對金屬或者無機氧化物納米顆粒進行改性就是一種比較常見的簡便的超疏水材料制備方法。對于沒有光催化活性的無機納米顆粒，油污或者有機溶劑會滲入疏水表面，使得所制備得到的超疏水涂層在受到油污的污染后失去自清潔能力，而含氟物雖然可以達到疏油的效果，但隨著人們環保意識的增強，含氟物質終將被逐漸取代。

另外一種就是對于具有光催化活性的金屬氧化物的改性，二氧化鈦就是比較突出的一種金屬氧化物，由于其獨特的光催化性能，油污接觸疏水表面，在光照條件下就很容易被降解，從而又可以恢復超疏水性能。然而，太強的光催化作用往往又會降解表面改性用到的低表面能材料，使得疏水性逐漸降低，從而大大降低了超疏水涂層的使用壽命。另外，能否經受惡劣環境的考驗，如酸堿，雨水沖擊，磨損等也是這個領域目前所面臨的瓶頸。

發明內容

本發明目的在于提供一種可以涂覆在各種基底上，環保且多功能的超疏水涂料及其制備方法。

為達到上述目的，采用技術方案如下：

一種環保多功能超疏水涂層的制備方法，包括以下步驟：

1)納米二氧化鈦粉體的制備：將無水鈦酸四丁酯在零度條件下滴加到無水乙醇中，攪拌一段時間后，將所得混合液加入到苯甲醇中，在80℃～90℃攪拌并反應，所得的產物用無水乙醚沖洗，離心分離，干燥即得到納米二氧化鈦粉體；

2)異氰酸十八酯改性的納米二氧化鈦粉體的制備：將步驟1所得納米二氧化鈦粉體加入到三乙胺中，在50℃～60℃條件下超聲分散一段時間，加入催化劑，緩慢滴加異氰酸十八酯，升高溫度到80℃～90℃，在攪拌并反應，所得產物用有機溶劑沖洗抽濾，真空干燥即得到異氰酸十八酯接枝改性的納米二氧化鈦粉體；

3)硅樹脂與改性的納米二氧化鈦粉體混合涂層的制備：步驟2所得接枝改性的納米二氧化鈦粉體與硅樹脂分散于二甲苯中，在50℃～60℃下超聲分散得到前驅體溶液A；硅樹脂固化劑溶于二甲苯中形成前驅體溶液B，將前驅體A與B混合即得疏水涂料；

4)將所得的疏水涂料涂覆在基底上，即得超疏水涂層。

按上述方案，步驟1中鈦酸四丁酯與無水乙醇的體積比為1:3～1:5。

按上述方案，步驟1所得納米二氧化鈦粉體粒徑在20～30納米。

按上述方案，步驟2中異氰酸十八酯與納米二氧化鈦粉體的質量比為4:1～6:1。

按上述方案，步驟2催化劑為二月桂酸二丁基錫。

按上述方案，步驟3中最終涂料中硅樹脂與硅樹脂固化劑質量比為10:1。

按上述方案，步驟3中接枝改性的納米二氧化鈦粉體的質量分數為10％到15％。

按上述方案，所述硅樹脂為Sylgard186型樹脂。