[發(fā)明專利]超疏水復(fù)合材料涂層用前驅(qū)體及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011070497.6
• 申請日: 2020-10-08
• 公開（公告）號: CN112194813B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁莉;王澤浩;顧嬡娟;梁國正
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: C08J7/06
• 分類號: C08J7/06;C08L63/00;C08L83/08;C08K9/06;C08K3/36;C08K3/04
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 孫周強(qiáng);陶海鋒

本發(fā)明公開了一種超疏水復(fù)合材料涂層用前驅(qū)體及其制備方法及其制備方法，按重量份，將ACNTB?SiO₂?偶聯(lián)劑懸浮液涂覆在ACNTB?SiO₂?偶聯(lián)劑、環(huán)氧樹脂、二縮水甘油醚封端的聚二甲基硅氧烷、端氨基超支化聚硅氧烷混合物的凝膠體表面，揮發(fā)溶劑，得到超疏水復(fù)合材料涂層用前驅(qū)體；然后固化，得到耐用型超疏水復(fù)合材料涂層，具有操作簡便、耐用和疏水性好的特點(diǎn)，且所制備的涂層具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐磨性。尤其是，本發(fā)明疏水納米SiO₂粒子存儲在ACNTB的孔隙中，當(dāng)涂層結(jié)構(gòu)被破壞時(shí)，通過熱解方式分解膠粘劑，形成的氣體產(chǎn)物的可促使SiO₂遷移至涂層表面，與裸露的CNT構(gòu)建新的納米結(jié)構(gòu)表面，可恢復(fù)涂層的超疏水性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超疏水復(fù)合材料涂層用前驅(qū)體及其制備方法，可以制備具有優(yōu)異抗沖擊、耐摩擦及自修復(fù)功能的微/納米結(jié)構(gòu)表面的超疏水復(fù)合材料涂層。

背景技術(shù)

為了改善超疏水涂層的穩(wěn)定性，可通過改性無機(jī)納米粒子來改善納米粒子與粘結(jié)劑作用力。目前多以氟代烷基鏈來改性無機(jī)納米粒子，但是含氟材料在環(huán)境中會被長期保存，其潛在的毒性對人體和環(huán)境都有很大的危害，且含氟材料價(jià)格昂貴會限制其在實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用，因此制備經(jīng)濟(jì)耐用的無氟超疏水涂層材料具有積極意義。此外，為了獲得穩(wěn)定的超疏水材料，可通過在涂層中加入柔性材料如硅樹脂、熱塑性彈性體，在涂層承受外部載荷時(shí)，柔性彈性材料的可以通過壓縮變形避免破壞涂層表面。再則，賦予超疏水材料自修功能，可以維持超疏水性能，目前超疏水材料自修復(fù)行為主要通過在涂層中預(yù)先埋置于氟化烷基鏈，其在室溫下或在高溫下容易移動(dòng)到涂層表面，或通過機(jī)械打磨處理等裸露出超疏水粒子來實(shí)現(xiàn)。上述方法雖然對于改善及穩(wěn)定涂層的超疏水性能有積極效果，但是納米粒子易團(tuán)聚，粒子之間作用仍然較弱，不利于涂層的穩(wěn)定性。

綜上述分析，針對目前發(fā)展超疏水涂層材料存在的問題及其發(fā)展趨勢，提高涂層組分之間的作用及賦予涂層自修復(fù)功能對于構(gòu)建具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的耐用型環(huán)保超疏水材料及拓展其應(yīng)用具有積極意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有無機(jī)粒子間及粒子/粘結(jié)劑界面作用弱等導(dǎo)致超疏水涂層耐用性差問題，通過將一種具有強(qiáng)相互粒子作用的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的由多級納米粒子組合雜化而成的微米級粒子與環(huán)氧體系膠粘劑結(jié)合，制備一種具有微/納米級表面結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料超疏水涂層。本發(fā)明公開的超疏水涂層具有操作簡便、耐用和疏水性好的特點(diǎn)，且所制備的涂層具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐磨性。尤其是，本發(fā)明疏水納米SiO₂粒子存儲在ACNTB的孔隙中，當(dāng)涂層結(jié)構(gòu)被破壞時(shí)，通過熱解方式分解膠粘劑，形成的氣體產(chǎn)物的可促使SiO₂遷移至涂層表面，與裸露的CNT構(gòu)建新的納米結(jié)構(gòu)表面，可恢復(fù)涂層的超疏水性能。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種超疏水復(fù)合材料涂層用前驅(qū)體，由凝膠體與凝膠體表面的ACNTB-SiO₂-偶聯(lián)劑層組成；所述凝膠體由環(huán)氧樹脂、端氨基超支化聚硅氧烷組成，或者所述凝膠體由環(huán)氧樹脂、端氨基超支化聚硅氧烷、添加劑組成；所述添加劑為ACNTB-SiO₂-偶聯(lián)劑和或二縮水甘油醚封端的聚二甲基硅氧烷。

本發(fā)明中，將環(huán)氧樹脂、端氨基超支化聚硅氧烷混合組成凝膠體，或者將環(huán)氧樹脂、端氨基超支化聚硅氧烷、添加劑混合組成凝膠體；將ACNTB-SiO₂-偶聯(lián)劑懸浮液涂覆在凝膠體表面，揮發(fā)溶劑，得到超疏水復(fù)合材料涂層用前驅(qū)體。

本發(fā)明中，將多壁碳取向碳納米管束、堿、溶劑、正硅酸四乙酯混合反應(yīng)后，加入硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)反應(yīng)，得到ACNTB-SiO₂-偶聯(lián)劑。