CN103351803A - 耐磨损的超疏水涂层的制备方法 - Google Patents
耐磨损的超疏水涂层的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103351803A CN103351803A CN2013102918899A CN201310291889A CN103351803A CN 103351803 A CN103351803 A CN 103351803A CN 2013102918899 A CN2013102918899 A CN 2013102918899A CN 201310291889 A CN201310291889 A CN 201310291889A CN 103351803 A CN103351803 A CN 103351803A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon black
- super
- matrix
- coating
- prepolymer solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
本发明涉及一种耐磨损的超疏水涂层的制备方法,特征是采用以下步骤:1)将炭黑与乙酸乙酯配制成炭黑质量含量为8%的混合液,再将混合液用胶体磨研磨分散30分钟,制备成均匀的炭黑分散液;2)将炭黑分散液、端羟基聚丁二烯、羟基硅油、甲苯二异氰酸酯以及溶剂于70℃进行预聚1小时合成含有炭黑的预聚体溶液;3)待预聚体溶液冷却至20℃,将硫化剂与预聚体溶液共混形成涂覆液;4)将涂覆液滴加在基体上涂平,于20~50℃固化,固化后在基体表面形成有序的微孔结构,即超疏水涂层。本发明工艺简单,简便可行,生产成本低,可加工大面积异形试件表面,制作的超疏水涂层为聚氨酯弹性体与炭黑组成,在耐磨损性能方面更有优势,适用于玻璃、金属、陶瓷等基体。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐磨损的超疏水涂层的制备方法,属于有机涂料技术领域。
背景技术
超疏水涂层指与水滴接触角大于150°的涂层,超疏水涂层具有自清洁、防水、防冰雪粘覆功能,在日常生活、工业领域具有应用前景,超疏水涂层具有高度粗糙结构,超疏水表面遭受摩擦时,实际上由表面的微米或纳米微凸起承载压力与剪切作用,表面微凸所承载压强与剪切应力远远大于表观压强与剪切应力,从而导致表面粗糙结构因应力集中而损坏,最终导致超疏水功能失效。因此,超疏水表面在使用过程中易于遭受磨损而失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷、工艺简单、投资成本低、容易施工的耐磨损的超疏水涂层的制备方法。其技术内容为:
一种耐磨损的超疏水涂层的制备方法,其特征在于采用以下步骤:1)将炭黑与乙酸乙酯配制成炭黑质量含量为8%的混合液,再将混合液用胶体磨研磨分散30分钟,制备成均匀的炭黑分散液;2)将炭黑分散液、端羟基聚丁二烯、羟基硅油、甲苯二异氰酸酯以及溶剂于70℃进行预聚1小时合成含有炭黑的预聚体溶液;3)待预聚体溶液冷却至20℃,将硫化剂与预聚体溶液共混形成涂覆液;4)将涂覆液滴加在基体上涂平,于20~50℃固化,固化后在基体表面形成有序的微孔结构,即超疏水涂层。
所述的耐磨损的超疏水涂层的制备方法,步骤2)中,溶剂采用甲苯和乙酸乙酯中的一种或混合物;炭黑分散液、端羟基聚丁二烯、羟基硅油、甲苯二异氰酸酯和溶剂的加入量分别占上述原料总质量的1.84~5.88%、14.29~18.34%、2.14~2.96%、8.38~15.95%和61.12~71.44%。
所述的耐磨损的超疏水涂层的制备方法,步骤3)中,硫化剂采用3,3’-二氯-4,4’-二苯基甲烷二胺,硫化剂与预聚体溶液的质量比为1:9.85~21。
本发明与现有技术相比,具有以下优点:
1、所制备的超疏水涂层为聚氨酯弹性体与炭黑组成。由于弹性体是聚合物材料中力学性能独特的材料,相对于塑性材料与脆性材料,由弹性材料构建的超疏水表面在耐磨损性能方面更有优势:在遭受压力时,弹性微凸被挤入相邻的凹谷,在遭受剪切作用力时,弹性微凸会倒伏、填入相邻的凹谷,表面变成相对平滑、受力面积增加,在外力回撤后,弹性微凸通过弹性形变来恢复原有结构,使涂层具有良好的耐磨损性。按美国材料与试验协会标准ASTMD 968-05(落沙磨蚀法测定有机涂层耐磨性的试验)进行耐磨损性能测试,结果表明,涂层经2公斤石英砂从高度为960毫米、内径为20毫米导管落下对涂层进行磨损试验后。涂层与水静止接触角仍保持在150°以上。
2、本发明实施方法简便可行,工艺简单,生产成本低,可以加工大面积异形试件表面。
附图说明
图1是本发明实施例1超疏水涂层的涂覆过程图;
图2是本发明实施例1超疏水涂层的疏水效果图;
图3是本发明实施例1得到的超疏水涂层表面结构(其中A为磨损前;B为磨损后)。
图4是本发明实施例1得到的超疏水涂层上的水滴的形态(其中A为磨损前;B为磨损后)。
图5是本发明实施例2得到的超疏水涂层上的水滴的形态(其中A为磨损前;B为磨损后)。
图6是本发明实施例3得到的超疏水涂层上的水滴的形态(其中A为磨损前;B为磨损后)。
图7是本发明实施例4得到的超疏水涂层上的水滴的形态(其中A为磨损前;B为磨损后)。
具体实施方式
实施例一,技术方案为:
步骤1)、将炭黑与乙酸乙酯配制成炭黑质量含量为8%的混合液,再将混合液用胶体磨研磨分散30分钟,制备成均匀的炭黑分散液;
步骤2)、将3克端羟基聚丁二烯、0.45克羟基硅油、0.285克炭黑分散液和1.76克甲苯二异氰酸酯溶解于10克甲苯之中,加热至70℃预聚1小时,合成含有炭黑的预聚体溶液。
步骤3)、预聚体溶液冷却至20℃后,加入1克3,3’-二氯-4,4’-二苯基甲烷二胺,混合均匀形成涂覆液。
步骤4)、将涂覆液滴加在基体上,用脱脂棉或刷子涂平,于20℃固化8小时,即在基体表面形成有序的微孔结构,即超疏水涂层。
测试结果:该涂层水滴接触角为163°,按美国材料与试验协会标准ASTM D 968-05(落沙磨蚀法测定有机涂层耐磨性的试验)进行耐磨损性能测试,结果表明,涂层经2公斤石英砂从高度为960毫米、内径为20毫米导管落下对涂层进行磨损试验后,涂层与水静止接触角为152°。
实施例二,技术方案为:
步骤1)、步骤3)、步骤4)对应与实施例一的步骤1)、步骤3)、步骤4)相同,步骤2)为:将3克端羟基聚丁二烯、0.45克羟基硅油、1.235克炭黑分散液和1.76克甲苯二异氰酸酯溶解于15克乙酸乙酯之中,加热至70℃预聚1小时,合成含有炭黑的预聚体溶液。
测试结果:该涂层水滴接触角为161°,按美国材料与试验协会标准ASTM D 968-05(落沙磨蚀法测定有机涂层耐磨性的试验)进行耐磨损性能测试,结果表明,涂层经2公斤石英砂从高度为960毫米、内径为20毫米导管落下对涂层进行磨损试验后,涂层与水静止接触角为156°。
实施例三,技术方案为:
步骤1)、步骤3)、步骤4)对应与实施例一的步骤1)、步骤3)、步骤4)相同,步骤2)为:将3克端羟基聚丁二烯、0.45克羟基硅油、0.285克炭黑分散液和1.76克甲苯二异氰酸酯,溶解于5克甲苯与5克乙酸乙酯构成的混合物之中,加热至70℃预聚1小时,合成含有炭黑的预聚体溶液。
测试结果:该涂层水滴接触角为161°,按美国材料与试验协会标准ASTM D 968-05(落沙磨蚀法测定有机涂层耐磨性的试验)进行耐磨损性能测试,结果表明,涂层经2公斤石英砂从高度为960毫米、内径为20毫米导管落下对涂层进行磨损试验后,涂层与水静止接触角为158°。
实施例四,技术方案为:
步骤1)、步骤4)对应与实施例一的步骤1)、步骤4)相同;步骤2)为:将3克端羟基聚丁二烯、0.45克羟基硅油、0.301克炭黑分散液和2.61克甲苯二异氰酸酯,溶解于10克甲苯之中,加热至70℃预聚1小时,合成含有炭黑的预聚体溶液。步骤3)为:预聚体溶液冷却至20℃后,加入1.66克3,3’-二氯-4,4’-二苯基甲烷二胺,混合均匀形成涂覆液。
测试结果:该涂层水滴接触角为162°,按美国材料与试验协会标准ASTM D 968-05(落沙磨蚀法测定有机涂层耐磨性的试验)进行耐磨损性能测试,结果表明,涂层经2公斤石英砂从高度为960毫米、内径为20毫米导管落下对涂层进行磨损试验后,涂层与水静止接触角为158°。
Claims (3)
1.一种耐磨损的超疏水涂层的制备方法,其特征在于采用以下步骤:1)将炭黑与乙酸乙酯配制成炭黑质量含量为8%的混合液,再将混合液用胶体磨研磨分散30分钟,制备成均匀的炭黑分散液;2)将炭黑分散液、端羟基聚丁二烯、羟基硅油、甲苯二异氰酸酯以及溶剂于70℃进行预聚1小时合成含有炭黑的预聚体溶液;3)待预聚体溶液冷却至20℃,将硫化剂与预聚体溶液共混形成涂覆液;4)将涂覆液滴加在基体上涂平,于20~50℃固化,固化后在基体表面形成有序的微孔结构,即超疏水涂层。
2.根据权利要求1所述的耐磨损的超疏水涂层的制备方法,其特征在于:步骤2)中,溶剂采用甲苯和乙酸乙酯中的一种或混合物;炭黑分散液、端羟基聚丁二烯、羟基硅油、甲苯二异氰酸酯和溶剂的加入量分别占上述原料总质量的1.84~5.88%、14.29~18.34%、2.14~2.96%、8.38~15.95%和61.12~71.44%。
3.根据权利要求1所述的耐磨损的超疏水涂层的制备方法,其特征在于:步骤3)中,硫化剂采用3,3’-二氯-4,4’-二苯基甲烷二胺,硫化剂与预聚体溶液的质量比为1:9.85~21。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310291889.9A CN103351803B (zh) | 2013-07-12 | 2013-07-12 | 耐磨损的超疏水涂层的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310291889.9A CN103351803B (zh) | 2013-07-12 | 2013-07-12 | 耐磨损的超疏水涂层的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103351803A true CN103351803A (zh) | 2013-10-16 |
CN103351803B CN103351803B (zh) | 2015-11-04 |
Family
ID=49308222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310291889.9A Expired - Fee Related CN103351803B (zh) | 2013-07-12 | 2013-07-12 | 耐磨损的超疏水涂层的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103351803B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104327703A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-02-04 | 山东天汇防水材料有限公司 | 具有抗磨损性能的复合超疏水涂层的制备方法 |
CN104672995A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-06-03 | 山东天汇防水材料有限公司 | 一种耐磨损易修复超疏水涂层制备方法 |
CN105368308A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-03-02 | 三棵树涂料股份有限公司 | 专用于金属板材的超双疏涂料及其制备方法 |
US11453941B2 (en) | 2017-02-28 | 2022-09-27 | City University Of Hong Kong | Cerium oxide coating, its preparation and use |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1858145A (zh) * | 2006-05-18 | 2006-11-08 | 郭成才 | 聚氨酯防水卷材及其生产工艺 |
WO2008133887A1 (en) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Cabot Corporation | Coating composition incorporating a low structure carbon black and devices formed therewith |
CN101891948A (zh) * | 2010-07-26 | 2010-11-24 | 山东理工大学 | 具有耐磨损性能的超疏水聚氨酯薄膜及其制备方法 |
CN102002319A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-04-06 | 复旦大学 | 一种耐高温的超疏水表面及其制备方法 |
CN102585686A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-07-18 | 江苏创基新材料有限公司 | 室温交联的有机硅-聚氨酯-丙烯酸酯复合涂层剂及其制备方法 |
CN102660182A (zh) * | 2012-03-07 | 2012-09-12 | 中国科学院化学研究所 | 一种超疏水、低粘附纳米复合防覆冰涂料 |
-
2013
- 2013-07-12 CN CN201310291889.9A patent/CN103351803B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1858145A (zh) * | 2006-05-18 | 2006-11-08 | 郭成才 | 聚氨酯防水卷材及其生产工艺 |
WO2008133887A1 (en) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Cabot Corporation | Coating composition incorporating a low structure carbon black and devices formed therewith |
CN101891948A (zh) * | 2010-07-26 | 2010-11-24 | 山东理工大学 | 具有耐磨损性能的超疏水聚氨酯薄膜及其制备方法 |
CN102002319A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-04-06 | 复旦大学 | 一种耐高温的超疏水表面及其制备方法 |
CN102585686A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-07-18 | 江苏创基新材料有限公司 | 室温交联的有机硅-聚氨酯-丙烯酸酯复合涂层剂及其制备方法 |
CN102660182A (zh) * | 2012-03-07 | 2012-09-12 | 中国科学院化学研究所 | 一种超疏水、低粘附纳米复合防覆冰涂料 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
丛树枫: "《聚氨酯涂料》", 31 July 2003, 化学工业出版社 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104327703A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-02-04 | 山东天汇防水材料有限公司 | 具有抗磨损性能的复合超疏水涂层的制备方法 |
CN104672995A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-06-03 | 山东天汇防水材料有限公司 | 一种耐磨损易修复超疏水涂层制备方法 |
CN105368308A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-03-02 | 三棵树涂料股份有限公司 | 专用于金属板材的超双疏涂料及其制备方法 |
CN105368308B (zh) * | 2015-11-12 | 2018-06-26 | 三棵树涂料股份有限公司 | 专用于金属板材的超双疏涂料及其制备方法 |
US11453941B2 (en) | 2017-02-28 | 2022-09-27 | City University Of Hong Kong | Cerium oxide coating, its preparation and use |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103351803B (zh) | 2015-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103351803B (zh) | 耐磨损的超疏水涂层的制备方法 | |
CN104327703A (zh) | 具有抗磨损性能的复合超疏水涂层的制备方法 | |
CN101607384B (zh) | Uea116超精密研磨带的制备方法 | |
CN106832453B (zh) | 一种石墨烯改性天然乳胶材料及其制备方法和应用 | |
Correa et al. | Wear resistance and friction behavior of thermoset matrix reinforced with Musaceae fiber bundles | |
CN101891948B (zh) | 具有耐磨损性能的超疏水聚氨酯薄膜的制备方法 | |
CN107267030A (zh) | 一种超疏水涂料及其制备和施工方法 | |
Song et al. | Tribological behavior of polyurethane-based composite coating reinforced with TiO2 nanotubes | |
CN103409019B (zh) | 水性单组份玻璃涂料原料 | |
El-Tayeb et al. | Evaluation of glass fiber reinforced polyester composite for multi-pass abrasive wear applications | |
Jia et al. | Two-body free-abrasive wear of polyethylene, nylon1010, expoxy and polyurethane coatings | |
Li et al. | Investigating the effect of LaF3 on the tribological performances of an environment friendly hydrophilic polyamide imide resin bonded solid lubricating coating | |
CN103483677A (zh) | 一种耐磨鞋底材料 | |
Song et al. | Investigation of the tribological properties of polyfluo wax/polyurethane composite coating filled with nano-SiC or nano-ZrO2 | |
CN107556627A (zh) | 发泡石墨烯/橡胶复合材料及其制备方法和应用 | |
CN104275651A (zh) | 一种金刚石抛光膜制备方法 | |
CA2576261A1 (en) | Modified powder, fluid composition containing said modified powder, formed article, and method for producing modified powder | |
Hao et al. | High-value recycling of waste tire rubber powder by wet mixing method | |
Li et al. | Preparation of deep eutectic solvents based on metal ions and their influences on reinforcement and strain softening behaviors of silica filled natural rubber nanocomposites | |
WO2015089941A1 (zh) | 一种用于改善摩擦件表面抗磨性的润滑油及其制备方法 | |
CN104672995A (zh) | 一种耐磨损易修复超疏水涂层制备方法 | |
CN108912936A (zh) | 一种改性聚醚醚酮水基涂料及其制备方法 | |
CN104371535A (zh) | 抗磨损的炭黑增强聚氨酯超疏水涂层的制备方法 | |
Hao et al. | Processing rheological behavior of functionalized silica/natural rubber composites | |
Luo | Effect of fillers of resin-bonded composites on diamond retention and wear behavior |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151104 Termination date: 20210712 |