[發明專利]一種超疏水涂層的制備方法

在審

• 申請號: 202110551163.9
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113308179A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 王芳芳
• 申請（專利權）人: 陜西工業職業技術學院
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D127/18;C09D7/61;C09D5/24;C09D5/08
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 任葦

本發明涉及金屬涂層領域，公開了一種超疏水涂層的制備方法，包括M?MWCNTs?PTFE/WPU混合涂料體系的制備和涂層的制備；還公開了超疏水涂層。本發明制備的涂層粘結強度高，涂層不易起皮，且在PTFE?MWCNTs疏水填料體系含量較低的情況下也能達到導電性要求，與此同時還具備超疏水功能，可作為自清潔涂層使用，具有良好的導靜電性能，耐蝕性和耐磨性高，本發明為靜電噴涂制備粘附力較高的具有自清潔功能的WPU防腐導電涂層提供了新的出路。

技術領域

本發明涉及金屬涂層領域，具體涉及一種超疏水涂層的制備方法。

背景技術

涂層是指附著在某一基體材料上起某種特殊作用，且與基體材料具有一定結合強度的薄層材料。它可以克服基體材料的某種缺陷，改善其表面特性，如光學特性、電學特性、耐侵蝕及腐蝕、耐磨損性和提高機械強度等，它屬于一種有支撐體的薄膜。

發明人在前期研究中發現，添加適量的聚四氟乙烯(PTFE)乳液作為疏水填料可降低水性聚氨酯(WPU)涂層的表面自由能，同時，靜電噴涂工藝可使多壁碳納米管(MWCNTs)粒子在WPU涂層表面構造出微觀粗糙結構，兩者的協同效應使噴涂在碳鋼基體表面的WPU復合涂層兼具導電性、耐蝕性和超疏水性能。發明人進一步的為了使WPU涂層達到超疏水狀態，向其中添加了大量的疏水填料，但添加過量會使涂層中界面增多，致使涂層的粘附性等性能明顯下降，尤其是添加過量的PTFE乳液會使涂層的電阻升高、粘附力下降、涂層容易起皮。偶聯劑作為一種高分子復合材料的助劑，分子結構中含有親無機物和親有機物的兩種化學性質不同的基團，這兩種反應基團分別與無機物、有機物發生化學反應，在無機/有機界面間形成一種“分子橋梁”，使二者能通過偶聯作用緊密結合，從而改善無機填料與聚合物之間的相容性，提高無機/有機界面之間的結合力，增強無機/有機復合材料的性能。

因此，發明人為了提高靜電噴涂制備的MWCNTs/WPU超疏水涂層的粘結強度，防止涂層起皮，使涂層在PTFE-MWCNTs疏水填料體系含量較低的情況下也能達到導電性要求，同時具備超疏水功能，發明人研發了一種超疏水涂層的制備方法。

發明內容

基于以上問題，本發明提供一種超疏水涂層的制備方法，本發明制備的涂層粘結強度高，涂層不易起皮，具備超疏水功能，具有良好的導靜電性能，耐蝕性和耐磨性高。

為解決以上技術問題，本發明提供了一種超疏水涂層的制備方法，具體步驟如下：

S1：取WPU乳液、PTFE乳液、MWCNTs粒子和KH-550硅烷偶聯劑備用；

S2：室溫下，運用磁力攪拌器將KH-550硅烷偶聯劑與蒸餾水以1:1的質量比混合，對KH-550硅烷偶聯劑進行水解，水解后于室溫下貯存，備用；

S3：將步驟S1中的MWCNTs粒子、PTFE乳液和步驟S2中水解后的KH-550硅烷偶聯劑添加至步驟S1中的WPU乳液中，添加過程中通過磁力攪拌器不斷攪拌，最終得改性的WPU混合涂料體系，即M-MWCNTs-PTFE/WPU混合涂料體系；

S4：將步驟S3中的M-MWCNTs-PTFE/WPU混合涂料體系置于超聲設備中分散5min，將均勻分散的M-MWCNTs-PTFE/WPU混合涂料體系置于室溫下靜置20～30min后備用；

S5：將經步驟S4處理之后的M-MWCNTs-PTFE/WPU混合涂料體系噴涂于鋼基體上，噴涂后將鋼基體置于室溫下干燥1天，然后再將鋼基體置于烘箱中于150℃條件下固化1h，即制得M-MWCNTs-PTFE疏水填料體系改性的MWCNTs/WPU超疏水涂層。

進一步的，步驟S1中的WPU乳液、PTFE乳液、MWCNTs粒子和KH-550硅烷偶聯劑的質量比為7:(1.5～2):(0.1～0.15):(0.032～0.043)

進一步的，步驟S1中的WPU乳液、PTFE乳液、MWCNTs粒子和KH-550硅烷偶聯劑的質量比為7:1.5:0.1:0.032。