[發明專利]一種具有耐磨性的超疏水涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 202110343583.8
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113088160B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 張達威;張帆;徐迪;馬菱薇;王金科;黃堯;李曉剛
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D175/04;C09D133/00;C09D7/62
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 朱艷華

1.一種具有耐磨性的超疏水涂層，其特征在于，涂層具有由納米二氧化硅和多壁碳納米管組成的雜化體顆粒以及與樹脂基體組成的復合結構，納米二氧化硅-多壁碳納米管雜化體的質量占樹脂質量的20%~30%，納米二氧化硅顆粒的尺寸為20nm~200nm，多壁碳納米管直徑為10nm~50nm；

所述涂層的制備方法包括如下步驟：

（1）制備納米二氧化硅-多壁碳納米管雜化體顆粒，在多壁碳納米管表面修飾氨基，在納米二氧化硅表面修飾環氧基；將表面帶有氨基的多壁碳納米管和表面帶有環氧基的納米二氧化硅放入丙酮溶劑中混合，制備納米二氧化硅-多壁碳納米管雜化體顆粒；

所述在多壁碳納米管表面修飾氨基，首先是將多壁碳納米管均勻分散于濃度比為1:1的鹽酸和硝酸的混合溶液中，回流使表面羧基化，然后在其表面接枝質量分數為0.5%~1.5%的硅烷偶聯劑KH550；

所述在納米二氧化硅表面修飾環氧基，是使用硅烷偶聯劑KH560改性納米二氧化硅，硅烷偶聯劑KH560的質量分數為0.5%~1.5%；

（2）將步驟（1）制備出的雜化體顆粒均勻分散于丙酮溶液中，然后與樹脂均勻混合形成均質液體；

（3）將雜化體-樹脂復合溶液通過噴涂的方式均勻噴涂于基材的表面，并在40℃~80℃的溫度下固化12h~24h，得到具有耐磨性的超疏水涂層。

2.根據權利要求1所述的具有耐磨性的超疏水涂層，其特征在于，所述樹脂為環氧樹脂、聚氨酯、不飽和聚酯樹脂、丙烯酸樹脂中的任一種。

3.根據權利要求1所述的具有耐磨性的超疏水涂層，其特征在于，所述雜化體-樹脂復合涂層的厚度為40μm~120μm。

4.權利要求1-3任一項所述的具有耐磨性的超疏水涂層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）制備納米二氧化硅-多壁碳納米管雜化體顆粒，在多壁碳納米管表面修飾氨基，在納米二氧化硅表面修飾環氧基；將表面帶有氨基的多壁碳納米管和表面帶有環氧基的納米二氧化硅放入丙酮溶劑中混合，制備納米二氧化硅-多壁碳納米管雜化體顆粒；

所述在多壁碳納米管表面修飾氨基，首先是將多壁碳納米管均勻分散于濃度比為1:1的鹽酸和硝酸的混合溶液中，回流使表面羧基化，然后在其表面接枝質量分數為0.5%~1.5%的硅烷偶聯劑KH550；

所述在納米二氧化硅表面修飾環氧基，是使用硅烷偶聯劑KH560改性納米二氧化硅，硅烷偶聯劑KH560的質量分數為0.5%~1.5%；

（2）將步驟（1）制備出的雜化體顆粒均勻分散于丙酮溶液中，然后與樹脂均勻混合形成均質液體；

（3）將雜化體-樹脂復合溶液通過噴涂的方式均勻噴涂于基材的表面，并在40℃~80℃的溫度下固化12h~24h，得到具有耐磨性的超疏水涂層。

5.根據權利要求4所述的具有耐磨性的超疏水涂層的制備方法，其特征在于，步驟（1）所述將表面帶有氨基的多壁碳納米管和表面帶有環氧基的納米二氧化硅放入丙酮溶劑混合過程中，磁力攪拌64h~80h，控制兩者質量比例為1:1~5:1，得到納米二氧化硅-多壁碳納米管雜化體顆粒。