CN104559522A - 疏水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种疏水涂料及其制备方法，该疏水涂料包括以下质量份的组分：10～15份的含氟聚合物，2～9份的无机微粒，2～3份的固化剂和20～90份的稀释剂。其制备方法包括以下步骤：将含氟聚合物、无机微粒、固化剂和稀释剂进行混合，充分搅拌，得到疏水涂料。本发明的疏水涂料具有良好的疏水性能，接近超疏水效果，无需对材料表面或粒子进行修饰，可在室温下固化，其制备方法简单易实施，在室温下即可完成，且无需后续处理。

Description

疏水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料的制备领域，尤其涉及一种疏水涂料及其制备方法。
背景技术
在过去的10多年里，疏水涂料得到了极大的发展，特别是在自清洁、防水、防冰等领域的可应用性而引起了广泛关注的超疏水涂料。在自然界中多种生物展现出这种特性，其中最为突出的是“荷叶效应”，它为系统地设计和制备出具有超疏水特性的表面提供了实体模型。
研究结果普遍表明，构造材料界面的超疏水功能有两种途径：使用低表面能物质以及构建材料表面的粗糙度。如何构建各种基材表面稳定的微结构、使超疏水表面为人们所用成为了当下研究的热点。
在已知的大量方法中，大部分都需要对所制备表面使用低表面能物质进行表面修饰，或对所用粒子（如金属氧化物粒子、二氧化硅粒子等）提前进行表面处理，这对超疏水表面的大面积制备和使用带来了很大的不便，且部分低表面能修饰物质不利于长期使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种疏水性能接近超疏水效应、无需对材料表面或粒子进行修饰、可在室温下固化的疏水涂料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种疏水涂料，所述疏水涂料包括以下质量份的组分：
含氟聚合物    10～15份，
无机微粒      2～9份，
固化剂        2～3份，和
稀释剂        20～90份。
上述的疏水涂料中，优选的，所述含氟聚合物为聚偏氟乙烯树脂。
上述的疏水涂料中，优选的，所述无机微粒为二氧化铈。
上述的疏水涂料中，优选的，所述无机微粒的粒径为1μm～10μm。
上述的疏水涂料中，优选的，所述固化剂为异氰酸酯。
上述的疏水涂料中，优选的，所述稀释剂为酯类溶剂，所述酯类溶剂包括醋酸乙酯、醋酸丁酯和醋酸丙烯酯中的一种或多种。
上述的疏水涂料中，优选的，所述无机微粒与所述含氟聚合物的质量比为1～3∶5。
上述的疏水涂料中，优选的，所述固化剂与所述含氟聚合物的质量比为1∶5。
上述的疏水涂料中，优选的，所述稀释剂与所述含氟聚合物的质量比为2～6∶1。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：将所述质量份的含氟聚合物、无机微粒、固化剂和稀释剂进行混合，充分搅拌，得到疏水涂料。该疏水涂料具有临近超疏水效应。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1. 本发明的疏水涂料涂覆于复合材料基底表面后，不仅疏水性能良好，接近超疏水效应，而且无需使用低表面能物质进行表面修饰或先前对所使用粒子进行修饰，可用于疏水表面的大面积制备和长期使用。
2. 本发明选用具有低表面能的聚偏氟乙烯树脂以及二氧化铈粒子作为原料制备疏水涂料，当疏水涂料涂至基底表面之后，二氧化铈粒子会因为重力等原因沉降，从而在稀释剂挥发后在表面形成粗糙结构，即通过沉降的方法来制备具有一定表面粗糙度的结构表面，以使其具有较好的疏水性质。
3. 本发明的制备方法具有简单易实施、在室温下即可完成、无需后续处理的特点。
附图说明
图1为本发明实施例1中疏水涂料所制备涂层试样的静态接触角观测图。
图2为本发明实施例1中疏水涂料所制备涂层试样的SEM图（放大倍数为200倍）。
图3为本发明实施例1中疏水涂料所制备涂层试样的SEM图（放大倍数为500倍）。
图4为本发明实施例1中疏水涂料所制备涂层试样的SEM图（放大倍数为1000倍）。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
实施例1：
一种本发明的疏水涂料，该疏水涂料包括以下质量份的组分：10份聚偏氟乙烯树脂，5份二氧化铈，2份异氰酸酯，30份醋酸乙酯稀释剂。其中，二氧化铈的粒径为10μm。
一种上述本实施例的疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：将10份聚偏氟乙烯树脂、5份二氧化铈、2份异氰酸酯和30份醋酸乙酯稀释剂进行混合，然后充分搅拌，得到疏水涂料。
将上述制备得到的疏水涂料涂覆于用砂纸打磨后的玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料基板上。在室温下固化12h以得到疏水涂料的涂层试样。如图1所示，是该涂层试样的静态接触角测试结果，由图可知，本实施例的疏水涂料的涂层表面与水的接触角为142°～145°，接近超疏水效应。
如图2至图4所示，是本实施例制备的疏水涂料的涂层试样的扫描电镜图，放大倍数分别为200倍、500倍和1000倍。由图可以看出，固化后的涂层表面呈现出多孔结构及凸起结构，且孔与凸起的直径均在10μm左右，表面的规整性较好，且具有较高的粗糙度。
对比例1：
将10份聚偏氟乙烯树脂、2份异氰酸酯、30份醋酸乙酯稀释剂充分混合并充分搅拌，然后将混合体系均匀涂至复合材料基板上，并在室温下固化12小时。所得到的表面接触角为65°～75°，水滴能较好地润湿其表面。
对比例2：
将10份聚偏氟乙烯树脂、5份二氧化铈粒子、2份异氰酸酯、5份醋酸乙酯稀释剂充分混合并搅拌，然后将混合体系均匀涂至复合材料基板上，并在室温下固化12小时。所得到的表面出现不均一的现象，部分表面的接触角为65°～75°，部分表面接触角为90°～100°。
实施例2：
一种本发明的疏水涂料及其制备方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：二氧化铈的质量份为9份，即二氧化铈与聚偏氟乙烯树脂的质量比为9∶10。所得疏水涂料的涂层表面与水的接触角为143°～145°，接近超疏水的要求。
实施例3：
一种本发明的疏水涂料及其制备方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：二氧化铈粒子的粒径为1μm。所得疏水涂料的涂层表面与水的接触角为142°～145°，临近超疏水的要求。
实施例4：
一种本发明的疏水涂料及其制备方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：所用基底为玻璃。所得疏水涂料的涂层表面与水的接触角为141°～144°，临近超疏水的要求。
实施例5：
一种本发明的疏水涂料及其制备方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：所用基底为金属钢片。所得疏水涂料的涂层表面与水的接触角为142°～146°，临近超疏水的要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种疏水涂料，其特征在于，所述疏水涂料包括以下质量份的组分：
含氟聚合物    10～15份，
无机微粒      2～9份，
固化剂        2～3份，和
稀释剂        20～90份。
2.根据权利要求1所述的疏水涂料，其特征在于，所述含氟聚合物为聚偏氟乙烯树脂。
3.根据权利要求1所述的疏水涂料，其特征在于，所述无机微粒为二氧化铈。
4.根据权利要求1所述的疏水涂料，其特征在于，所述无机微粒的粒径为1μm～10μm。
5.根据权利要求1所述的疏水涂料，其特征在于，所述固化剂为异氰酸酯。
6.根据权利要求1所述的疏水涂料，其特征在于，所述稀释剂为酯类溶剂，所述酯类溶剂包括醋酸乙酯、醋酸丁酯和醋酸丙烯酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的疏水涂料，其特征在于，所述无机微粒与所述含氟聚合物的质量比为1～3∶5。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的疏水涂料，其特征在于，所述固化剂与所述含氟聚合物的质量比为1∶5。
9.根据权利要求1～6中任一项所述的疏水涂料，其特征在于，所述稀释剂与所述含氟聚合物的质量比为2～6∶1。
10.一种如权利要求1～9中任一项所述的疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：将所述质量份的含氟聚合物、无机微粒、固化剂和稀释剂进行混合，充分搅拌，得到疏水涂料。
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