[發明專利]一種納米TiO2

在審

• 申請號: 202010611042.4
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111849325A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 曾暉;王義珍
• 申請（專利權）人: 佛山市南海區里水鎮經濟促進局;中山大學
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D7/62;C09D5/08
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 李思坪

本發明公開了一種納米TiO₂粉末超疏水涂層材料及其制備方法與應用，所述超疏水涂層材料，由以下質量份數的各組分制備而成：乙醇120份、聚氨酯80～100份、萜烯樹脂10～16份、納米TiO₂粉末8～20份、硅烷偶聯劑乙醇溶液1～3份、硬脂酸0.6～1.6份、硬脂酸鋅1～2份、抗氧劑0.3～0.8份、聚乙烯吡咯烷酮0.5～1.5份。

技術領域

本發明涉及超疏水涂層材料領域，尤其是一種納米TiO₂粉末超疏水涂層材料及其制備方法與應用。

背景技術

隨著人類社會發展的需要和科學技術的進步，水下工程的規模越來越大，在水下資源的調查探測、搶險救生、海洋開發、船體表面清刷作業等越來越多地需要用到水下機器人。水下機器人長時間在水下工作，相關構件會受到海水/污水的侵蝕，海水的鹽分會加快履帶的老化或造成腐蝕，在這樣的環境下使用后要及時清洗履帶；在行進過程中，履帶會與砂石泥漿或其他水中異物摩擦造成磨損。為了將腐蝕和磨損造成的損失降低到最低限度，采用涂層保護的方法是目前應用最廣泛也是最有效的措施。盡管已有較多耐磨和耐腐蝕涂層用于各個領域，但仍存在開發適應各種特殊環境涂層的持續動力。專利CN107629653A公開了一種履帶的外保護涂層，可大幅提高履帶的耐磨性能，但其疏水性不是很好，而且其中用到的三正丁胺屬于劇毒品，給制備帶來不便，對環境造成不好影響。為了提高涂層的疏水性，有的研究者使用含氟物質來降低材料表面能，但是含氟物質造價高，并且對環境有一定危害，或使用含有硅氧鍵的無氟聚合物的涂層，但其結合力存在一定的問題，在運動過程中容易剝落。

發明內容

本發明旨在提供一種納米TiO₂粉末超疏水涂層材料及其制備方法與應用。

本發明提供的第一技術方案為：一種納米TiO₂粉末超疏水涂層材料，由以下質量份數的各組分制備而成：乙醇120份、聚氨酯80～100份、萜烯樹脂10～16份、納米TiO₂粉末8～20份、硅烷偶聯劑乙醇溶液1～3份、硬脂酸0.6～1.6份、硬脂酸鋅1～2份、抗氧劑0.3～0.8份、聚乙烯吡咯烷酮0.5～1.5份。

所述硅烷偶聯劑為KH-550、KH560、KH570中的一種。

所述聚乙烯吡咯烷酮為PVP K30；所述聚氨酯聚合度為800～1500；所述抗氧劑為抗氧劑1024。

本發明提供的第二技術方案為：一種如上所述的超疏水涂層材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟S1將聚氨酯和萜烯樹脂加入到2/3乙醇中球磨后，得到超細懸浮液A；

步驟S2：在體積比為1∶1的乙醇水混合液中加入納米TiO₂粉末，超聲攪拌；加入少量三乙胺，再滴加硅烷偶聯劑乙醇溶液進行反應，反應完成后室溫陳化，抽濾，用乙醇洗滌后干燥，得到改性納米TiO₂粉末；將其與硬脂酸、硬脂酸鋅、抗氧劑、聚乙烯吡咯烷酮依次加入到1/3的乙醇中，混合均勻，得到混合液B；

步驟S3：將所述懸浮液A加入到所述混合液B中，加熱，超聲，攪拌后，即得涂層材料C；

步驟S4：將所述涂層材料C用噴槍噴涂于基體表面，自然晾干后放入烘箱進行固化，即得超疏水涂層。

步驟S4中所述噴槍噴嘴與基體表面的距離為15～20cm，噴涂壓力為40～60kPa，噴槍移動速度為40～60mm/s。

步驟S4中所述固化溫度180～210℃，固化時間為2～4h；從室溫到固化溫度的升溫速率為4～5℃/min。

步驟S1中所述球磨時間為4～6h。

步驟S2中所述超聲攪拌時間為1～2h，溫度為60～80℃；所述反應時間為2～3h；所述干燥溫度為80℃。