CN102453425B - 一种可再生超疏水涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可再生超疏水涂料，它由粘结剂、填料、混合溶剂和表面改性剂组成。粘结剂采用聚糠醇，填料采用氢氧化钙，混合溶剂由丙酮和乙酸乙酯组成，表面改性剂为硬脂酸钾、水和乙醇的混合物。涂料具有表面失效后可通过表面再生重新达到超疏水的特殊功能。
Description
技术领域
本发明叙述了一种可再生超疏水涂料，该涂料适用于对润湿性有较高要求的多种固体表面，可以应用于石油、化工等领域。
背景技术
由于超疏水表面具有清洁型、防污性、疏水性等。使得其在室外天线、外墙涂料、轮船、生物医疗器械、汽车挡风玻璃等领域都具有广泛的应用前景。近年来，对于超疏水材料的研究无论从研究领域还是制备方法都有较大的发展，对于超疏水性质的深入研究极大地增强了人们对具有特殊表面润湿性材料的需求。
然而，由于超疏水表面对于微结构的强烈依赖性，其表面很容易在自然环境或恶劣的使用条件下损伤，从而使得超疏水材料失效，若要恢复材料的超疏水性能，就得重新制备，这会带来很多额外的支出和劳动力。因此针对这些实际情况，具有修复性和再生性的超疏水表面是亟待解决的问题，对其的需求也是较为迫切的。然而目前国内对特殊功能超疏水表面的研究和开发的时间较短，尤其对于可再生超疏水涂料的开发较少。吉林大学孙俊奇等人(中国发明专利201010107704.0)公开了一种自修复超疏水涂层的制备方法，效果比较明显，然而工艺步骤较为复杂，制备温度太高，使得其在广泛应用上具有一定局限性。
发明内容
本发明目的在于提供一种制备方法简单，具有可再生性能的超疏水涂料，从而有效地延长超疏水材料使用寿命。
本发明的可再生超疏水涂料，由粘结剂、填料、混合溶剂和表面改性剂组成。粘结剂采用聚糠醇，填料采用氢氧化钙，混合溶剂由丙酮和乙酸乙酯组成，表面改性剂为硬脂酸钾、水和乙醇的混合物。
一种可再生超疏水涂料，以质量份数计，由氢氧化钙50份、聚糠醇50-100份、硬脂酸钾20份、水100份、乙醇100-120份以及混合溶剂800-1000份组成；所述混合溶剂由丙酮和乙酸乙酯组成，丙酮与乙酸乙酯的质量比为1∶0.3-0.5。
本发明所用的胶粘剂是通过质子酸引发糠醇单体聚合得到的糠醇树脂，分子量为1600-1800，聚糠醇含量大于95％。
本发明所用的氢氧化钙为分析纯试剂，其粒径为3-5微米。
涂料的制备方法：将氢氧化钙、聚糠醇、硬脂酸钾、水、乙醇以及混合溶剂混合搅拌均匀，制得可再生超疏水涂料。
将涂料喷涂在基体表面，然后在70-170℃温度条件下固化，将固化后的基体表面再浸泡于涂料中，取出，在氮气下吹干，得到可再生超疏水表面。
本发明的可再生超疏水涂料在对材料表面施工时，须对材料表面进行除水，除油，除污和除锈处理。
本发明的可再生超疏水涂料具体的喷涂方法为：
1.涂料搅拌均匀并于0.1-0.2MPa压力下喷涂，喷枪距工件表面不小于20cm，喷枪角度与工件表面成70～90度角度，将涂料喷涂于处理过的工件。
2.涂层的固化工艺：将喷好涂层的工件置于烘箱中，在100-170℃温度条件下固化。
3.涂层的表面改性工艺：将固化好的涂层再浸泡于涂料中1-5小时。
本发明的优点在于所用原材料制备简单，制备方法容易实现；可以在具有复杂结构的多种基材上喷涂制备；制备的超疏水表面具有良好的自清洁性；制备的可再生超疏水涂料可以使超疏水表面在受到破坏后重新恢复到初始状态，恢复超疏水表面的特殊性能；此涂料可以在建筑物、玻璃、天线等产业上具有很大应用前景。
具体实施方式
实施例1：
氢氧化钙 50克
聚糠醇 100克
混合溶剂(丙酮700克，乙酸乙酯300克) 1000克
硬脂酸钾 200克
水 1000克
乙醇 1000克
按比例称取各组分，混合搅拌均匀，制得可再生超疏水涂料。用喷枪在0.1～0.2MPa气压下喷涂于除水、除油，除锈的钢块表面，将喷好的钢块置于烘箱中于在150℃下固化1小时，然后将固化的涂层在涂料中浸泡5小时，取出用氮气吹干，用5μL的蒸馏水滴于涂层表面，测量其接触角为156-161°，涂层呈现超疏水性能；随后对超疏水涂层进行可再生性能测试，用刀片刮擦破坏涂层表面，测量其接触角为92-100°；然后将破坏的涂层表面在涂料中浸泡3小时，取出吹干，测量其接触较为155-160°，破坏后的涂层又呈现超疏水性能，显示出可再生超疏水性能。
实施例2：
氢氧化钙 50克
聚糠醇 50克
混合溶剂(丙酮600克，乙酸乙酯200克) 800克
硬脂酸钾 200克
水 1000克
乙醇 1200克
按比例称取各组分，混合搅拌均匀，制得可再生超疏水涂料。用喷枪在0.1～0.2MPa气压下喷涂于除水、除油，除锈的钢块表面，将喷好的钢块置于烘箱中于在170℃下固化1小时，然后将固化的涂层在涂料中浸泡3小时，取出用氮气吹干，用5μL的蒸馏水滴于涂层表面，测量其接触角为156-163°，涂层呈现超疏水性能；随后对超疏水涂层进行可再生性能测试，用刀片刮擦破坏涂层表面，测量其接触角为108-115°；然后将破坏的涂层表面在涂料中浸泡2小时，取出吹干，测量其接触角为157-162°，破坏后的涂层又呈现超疏水性能，显示出可再生超疏水性能。
实施例3：
氢氧化钙 50克
聚糠醇 80克
混合溶剂(丙酮600克，乙酸乙酯300克) 900克
硬脂酸钾 200克
水 1000克
乙醇 1100克
按比例称取各组分，混合搅拌均匀，制得可再生超疏水涂料。用喷枪在0.1～0.2MPa气压下喷涂于除水、除油，除锈的钢块表面，将喷好的钢块置于烘箱中于在150℃下固化1小时，然后将固化的涂层在涂料中浸泡4小时，取出用氮气吹干，用5μL的蒸馏水滴于涂层表面，测量其接触角为153-160°，涂层呈现超疏水性能；随后对超疏水涂层进行可再生性能测试，用刀片刮擦破坏涂层表面，测量其接触角为102-108°；然后将破坏的涂层表面在涂料中浸泡3小时，取出吹干，测量其接触角为155-158°，破坏后的涂层又呈现超疏水性能，显示出可再生超疏水性能。
Claims (1)
1.一种可再生超疏水涂料，以质量份数计，由氢氧化钙50份、聚糠醇50-100份、硬脂酸钾20份、水100份、乙醇100-120份以及混合溶剂800-1000份组成；所述混合溶剂由丙酮和乙酸乙酯组成，丙酮与乙酸乙酯的质量比为1∶0.3-0.5；氢氧化钙为分析纯试剂，粒径为3-5微米。
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Application publication date: 20120516 Assignee: Lanzhou Kekailu lubrication and Protection Technology Co. Ltd. Assignor: Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences Contract record no.: 2014620000016 Denomination of invention: Renewable super-hydrophobic coating Granted publication date: 20131106 License type: Common License Record date: 20140620 |
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