[發明專利]一種高機械強度耐磨耐腐蝕的超疏水涂層材料的制備方法

在審

• 申請號: 202010009912.0
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111117384A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 矯維成;邵鑫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C09D127/18
• 分類號: C09D127/18;C09D171/00;C09D163/00;C09D5/08;C08G59/44
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

一種高機械強度耐磨耐腐蝕的超疏水涂層材料的制備方法。本發明屬于疏水涂層制備領域。本發明解決了目前缺少兼具耐磨損、耐化學腐蝕和耐水滴滲透性能的超疏水涂層的技術問題。方法：一、將七氟丁酸溶液與二乙基三胺溶液中混合，得到氟化胺固化劑；二、將環氧樹脂溶液與PFTE懸浮液混合，得到PTFE/全氟聚醚/環氧樹脂分散體；三、將氟化胺固化劑溶液與PTFE/全氟聚醚/環氧樹脂分散體混合，得到超疏水涂層材料。本發明的超疏水涂層表面具有較低的表面能，實現了疏水性到超疏水性的轉變，其中聚合物交聯纏繞并在聚合鏈之間摻雜PTFE顆粒，實現了微納分級的表面結構，使得涂層同時具備各組分的優良性能。

技術領域

本發明屬于疏水涂層制備領域，具體涉及一種高機械強度耐磨耐腐蝕的超疏水涂層材料的制備方法。

背景技術

超疏水性是一種進化適應性，表現為幾個自然表面，如荷葉，玫瑰花瓣，蝴蝶翅膀等，其中通過利用微/納米級或分層表面紋理和低表面能材料實現極端防水性。人造超疏水材料為自潔、防結冰、防污、節能流體輸送和油水分離等提供了令人振奮的前景。目前，具有較好的機械穩定性的超疏水材料/涂層、具有良好的基材附著力的超疏水材料/涂層，具有通過砂粒的低速沖擊維持磨損的能力的超疏水材料/涂層，具有高溫暴露的穩定性的超疏水材料/涂層和具有良好的耐化學性的超疏水材料/涂層已有報道。但當前還沒有一種超疏水材料/涂層能夠兼具這些優異的性能。

例如無機納米顆粒或結構單元的涂層(例如TiO₂，SiO₂，稀土氧化物等)提供機械強度，然而，它們對化學敏感，特別是對強酸和強堿；同樣有機涂層具有良好的耐化學腐蝕性，但機械性能較差。此外，超疏水材料的表面紋理對于通過高速下落/噴射沖擊的液體滲透的抵抗能力，也是限制超疏水涂層實際應用的一個重要因素。例如，移動的汽車或風力渦輪機葉片必須承受高速水滴沖擊或沙子侵蝕，化學過程和污水處理廠的設備暴露在強酸或堿腐蝕環境中，甚至可能暴露在高氧化條件下，即使是簡單基礎設施組件受到高速水滴的沖擊、化學腐蝕或磨損后都會影響整個設備的使用。

超疏水表面的作用是使水珠容易在自然外力下滾落、滑落，從而大大減少凍結前的掛水量；能夠抑制或延緩冰晶在表面的形成，起到防冰、防水、自清潔的作用。在涂層研究方面盡管取得了顯著進展，但同時具備耐磨損、耐化學腐蝕和耐水滴滲透等優異性能的超疏水涂層仍未見報道。

發明內容

本發明解決了目前缺少兼具耐磨損、耐化學腐蝕和耐水滴滲透性能的超疏水涂層的技術問題，而提供了一種高機械強度耐磨耐腐蝕的超疏水涂層材料的制備方法。

本發明的一種高機械強度耐磨耐腐蝕的超疏水涂層材料的制備方法按以下步驟進行：

一、氟化胺固化劑的制備：①將二乙基三胺溶解于去離子水中，得到二乙基三胺溶液；②將七氟丁酸溶解于去離子水中，得到七氟丁酸溶液；③將步驟②得到的七氟丁酸溶液在轉速為120rpm～130rpm的磁力攪拌下逐滴加入到步驟①得到的二乙基三胺溶液中，得到混合溶液，然后繼續在轉速為120rpm～130rpm的磁力攪拌下將混合溶液由室溫加熱至溫度為90～110℃，并在該溫度和磁力攪拌下保持至水份完全蒸發，得到氟化胺固化劑；