[發明專利]一種超疏水表面涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201711387946.8
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108047884A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 張達威;張帆;李君;程學群;李曉剛;錢鴻昌
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/24;C09D7/61
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明涉及一種超疏水表面涂層及其制備方法，所述超疏水表面涂層由包含環氧樹脂、環氧固化劑、環氧溶劑和碳納米管的超疏水溶液在基底材料上噴涂后得到的。本發明的超疏水表面涂層具有材料易得、自清潔、防覆冰等優點，制備工藝簡單，便于大規模生產與應用，屬于高分子涂層材料領域。

技術領域

本發明屬于高分子涂層材料領域，具體涉及一種超疏水表面涂層及其制備方法。

背景技術

近年來，在“生物仿生學”啟發下，超疏水表面引起了大量研究者的興趣。超疏水表面在自清潔、防霧、防覆冰、防污、防腐、減阻等領域等具有廣泛的應用前景，是一種重要的表面防護技術。一般認為，水接觸角θ<90°的材料表面親水，θ>90°的材料表面疏水，而θ≥150°的材料表面定義為超疏水表面，因此，將超疏水技術應用于金屬表面防護領域是一種重要的突破，具有廣闊的發展前景。

超疏水表面由微米、納米級的粗糙表面結構構成，因而大多機械強度不高，在受到外力作用破壞時，其表面疏水性能下降，內部完整性遭到損傷，產生裂口等缺陷，防護能力隨之降低。另外，從技術方法上,很多用于制備超疏水材料的方法仍然存在設備原材料昂貴、步驟繁雜、重復性差，如刻蝕法、轉化膜法、模板法等目前常用超疏水表面或涂層制備技術只適合用于實驗室研究，無法用于滿足工業生產中大面積制備的需求。因此，提高涂層機械強度、采用一種經濟和高效的方法制備大面積超疏水表面涂層，成為發展長效、耐久超疏水表面技術的關鍵。

發明內容

為達上述目的，本發明提出一種超疏水表面涂層及其制備方法，所述超疏水表面涂層具有材料易得、自清潔、防覆冰等優點，制備工藝簡單，便于大規模生產與應用。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種超疏水表面涂層，由包含環氧樹脂、環氧固化劑、環氧溶劑和碳納米管的超疏水溶液在基底材料上噴涂后得到的；

所述碳納米管本身并不具有超疏水的性質，只有將其與所述環氧樹脂和環氧固化劑充分分散均勻后，噴涂至基底材料上，得到的涂層表面會形成微納結構，才具有超疏水性質，從而噴涂得到超疏水涂層。

進一步地，所述微納結構呈高低起伏不平狀。

進一步地，配制所述超疏水溶液時，環氧樹脂、環氧固化劑、環氧溶劑和碳納米管的含量為：環氧樹脂1-3份，環氧固化劑0.1-2份，環氧溶劑50-200份，碳納米管0.5-2份。

進一步地，所述碳納米管直徑為10～20nm，含量占所述超疏水表面涂層總質量的5-40％；該含量下制備得到的超疏水表面涂層的超疏水性能、機械性能和附著力均較好。所述碳納米管的優選直徑為15nm。

進一步地，所述碳納米管直徑為10～20nm，含量占所述超疏水表面涂層總質量的5-30％。

進一步地，所述碳納米管直徑為15nm，含量占所述超疏水表面涂層總質量的5-40％。

進一步地，所述碳納米管直徑為15nm，含量占所述超疏水表面涂層總質量的5-30％。

進一步地，所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂。

進一步地，所述雙酚A型環氧樹脂包括雙酚A型二縮水甘油醚樹脂、雙酚A型E51樹脂、雙酚A型E44樹脂、雙酚A型Epon828樹脂和雙酚A雙丙烯二丙烯酸酯中的任意一種或任意兩種或兩種以上。

進一步地，所述環氧固化劑為聚醚胺D-230、聚酰胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺和環己二胺中的任意一種或任意兩種及兩種以上。

進一步地，所述環氧溶劑為丙酮。

進一步地，所述超疏水表面涂層的疏水角度θ≥154°。