CN110453500A - 耐磨损的超疏水的布匹浸涂液以及布匹的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了耐磨损的超疏水的布匹浸涂液以及布匹的处理方法。该耐磨损的超疏水的布匹浸涂液，按照质量份包含0.8～2.4份环氧树脂、0.073～0.22份固化剂、0.2～0.6份乙烯基硅油、0.022～0.067份含氢硅油和溶剂。本发明的布匹浸涂液含有环氧树脂、固化剂、乙烯基硅油、含氢硅油，其中的乙烯基硅油、含氢硅能发生加成固化反应，从而同环氧树脂固化物发生相分离，从而得到具有微凸起结构的硅橡胶弹性层，最终起到耐磨损、超疏水层。

Description

耐磨损的超疏水的布匹浸涂液以及布匹的处理方法
技术领域
本发明涉及涂料的技术领域，尤其涉及耐磨损的超疏水的布匹浸涂液以及布匹的处理方法。
背景技术
超疏水涂层指与水滴接触角大于150°的涂层，超疏水布匹具有不沾水、自清洁功能，可以制作雨伞，雨披，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。
中国专利CN 109811578 A公开了耐磨超疏水棉织物的制备方法，属于超疏水材料技术领域。本发明以双酚A型聚飒树脂和环氧树脂为胶黏材料，制备耐磨超疏水棉织物，使得分子链等够承受大量的能量而不发生断裂，且聚飒树脂能作为环氧树脂的增韧剂，与环氧树脂结合成高强度、耐高温结构的胶黏剂，从而有效提高超疏水棉织物的耐。
尽管如此，以上耐磨超疏水棉织物的疏水性、耐磨性仍然不够理想。
发明内容
有鉴于此，本发明提供耐磨损的超疏水的布匹浸涂液以及布匹的处理方法，所获得的布匹具有较高的耐磨损性以及超疏水性。
本发明耐磨损的超疏水的布匹浸涂液，按照质量份包含0.8～2.4份环氧树脂、0.073～0.22份固化剂、0.2～0.6份乙烯基硅油、0.022～0.067份含氢硅油和溶剂。
上述环氧树脂作为浸涂液的成膜物质。环氧树脂具体种类不加以限定，但作为一种优选的实施方案，可以为环氧树脂E-44。
上述固化剂的作用是与环氧树脂的环氧树脂的环氧基团发生交联反应，以产生固化反应，得到固化膜。固化剂可采用环氧树脂常规的固化剂，例如胺类固化剂，优选为二乙烯三胺、三乙烯四胺，特别优选为二乙烯三胺。
上述乙烯基硅油是指含有乙烯基团的聚硅氧烷低聚体，可以为端乙烯基硅油和高乙烯基硅油等。含氢硅油是指含有Si-H键的聚硅氧烷。需要指出的是，本发明的乙烯基硅油、含氢硅油均可采用市售的形式。
于本发明中，乙烯基硅油、含氢硅油、环氧树脂和固化剂能共同作用产生超疏水耐磨损的涂膜，具体过程是：环氧树脂在固化剂的作用下被固化（即环氧树脂的环氧基团和固化剂的含氢基团发生交联反应）以产生环氧树脂固化物，乙烯基硅油、含氢硅油发生乙烯基和Si-H键的加成反应得到聚硅氧烷固化物。由于环氧树脂固化物、聚硅氧烷固化物的相容性差异，二者发生相分离并进而发生迁移，聚硅氧烷固化向最外面迁移，留下位于较内的位置的环氧树脂固化物，从而形成的超疏水耐磨损的涂膜具有的结构是，包括环氧树脂固化膜和附着于环氧树脂固化物表层的纳米的微凸起结构的硅橡胶弹性层。在该涂膜中，环氧树脂固化膜的作用是为硅橡胶弹性层的附着提供较大的附着的附着面，并且为聚硅氧烷固化后的迁移变形差生纳米微凸起结构提供变形基层。
硅橡胶弹性层的耐磨损性体现在：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，弹性形变可以回复，如此消除了外界的磨损力。硅橡胶弹性层的超疏水的体现是：纳米的微凸起结构的“波浪凹凸” 状使得表面的水分子无法相连成连续的液膜。
已为本领域技术人员所熟知的是，为了控制乙烯基硅油、含氢硅油的固化，可加入含量可控的金属催化剂或者抑制剂以控制二者固化反应的速率，金属催化剂例如铂催化剂。
可以理解是，为了避免环氧树脂的环氧基团被固化，以及含氢硅油的硅氢键被氧化，本发明的溶剂为无水溶剂，例如乙酸乙酯。
本发明的布匹的处理方法，使用如上述布匹浸涂液对布匹进行浸涂。
注意，上述浸涂的时间较佳为0.5～5min，浸涂的温度较佳为20～60℃。
如本文所用，上述术语：
“一个”、“一种”和“所述”可交换使用并指一个或多个。
“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。
另外，本文中由端点表述的范围包括该范围内所包含的所有数值（例如，1至10包括1.4、1.9、2.33、5.75、9.98等）。
另外，本文中“至少一个”的表述包括一个及以上的所有数目（例如，至少2个、至少4个、至少6个、至少8个、至少10个、至少25个、至少50个、至少100个等）。
本发明的布匹浸涂液含有环氧树脂、固化剂、乙烯基硅油、含氢硅油，其中的乙烯基硅油、含氢硅能发生加成固化反应，从而同环氧树脂固化物发生相分离，从而得到具有微凸起结构的硅橡胶弹性层，最终起到耐磨损、超疏水层。
附图说明
图1是本发明实施例1超疏水涂层的磨损前的SEM图。
图2是本发明实施例1超疏水涂层的磨损后的SEM图。
图3是本发明实施例1超疏水涂层上在磨损前的水滴的形态示意图。
图4是本发明实施例1超疏水涂层上在磨损后的水滴的形态示意图。
图5是本发明实施例2超疏水涂层上在磨损前的水滴的形态示意图。
图6是本发明实施例2超疏水涂层上在磨损后的水滴的形态示意图。
图7是本发明实施例3超疏水涂层上在磨损前的水滴的形态示意图。
图8是本发明实施例3超疏水涂层上在磨损前的水滴的形态示意图。
图9是本发明实施例4超疏水涂层上在磨损前的水滴的形态示意图。
图10是本发明实施例4超疏水涂层上在磨损后的水滴的形态示意图。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
配置浸涂液，其中E-44质量含量为0.8%，二乙烯三胺质量含量为0.073%，乙烯基硅油质量含量为0.2%，含氢硅油质量含量为0.022%，其他为溶剂乙酸乙酯。
将棉布浸泡于上述浸涂液中1分钟，取出，悬挂在烘箱中5小时，得到超疏水布匹，接触角为165°，布匹采用马丁戴尔摩擦仪测试，在9Kpa压力下，与羊毛布对磨6千次以后，接触角仍然保持在158°。
实施例2
配置浸涂液，其中E-44质量含量为2.4%，二乙烯三胺质量含量为0.22%，乙烯基硅油质量含量为0.6%，含氢硅油质量含量为0.067%，其他为溶剂乙酸乙酯。
将棉布浸泡于上述浸涂液中1分钟，取出，悬挂在烘箱中5小时，得到超疏水布匹，接触角为162°，布匹按GB/T21196.2-2007测试，与羊毛布对磨6千次以后，接触角仍然保持在155°。
实施例3
配置浸涂液，其中E-44质量含量为1.5%，二乙烯三胺质量含量为0.136%，乙烯基硅油质量含量为0.3%，含氢硅油质量含量为0.027%，其他为溶剂乙酸乙酯。
将棉布浸泡于上述浸涂液中1分钟，取出，悬挂在烘箱中5小时，得到超疏水布匹，接触角为160°，布匹按GB/T21196.2-2007测试，与羊毛布对磨6千次以后，接触角仍然保持在155°。
实施例4
配置浸涂液，其中E-44质量含量为2.5%，二乙烯三胺质量含量为0.0227%，乙烯基硅油质量含量为0.625%，含氢硅油质量含量为0.069%，其他为溶剂乙酸乙酯。
将棉布浸泡于上述浸涂液中1分钟，取出，悬挂在烘箱中5小时，得到超疏水布匹，接触角为163°，布匹按GB/T21196.2-2007测试，与羊毛布对磨6千次以后，接触角仍然保持在157°。
对比例1
浸涂液同CN109811544中实施例的，浸涂温度、浸涂时间和浸涂的布匹均同本实施例3。浸涂后的布匹的接触角为152°，布匹按GB/T21196.2-2007测试，与羊毛布对磨6千次以后，接触角仍然保持在137°。
对比例2
浸涂液不含有乙烯基硅油、含氢硅油，浸涂液的其它组分以及浸涂的温度、浸涂时间均同于实施例3。浸涂后的布匹的接触角为123°，布匹按GB/T21196.2-2007测试，与羊毛布对磨6千次以后，接触角仍然保持在54°。
从图1、图2可清晰地分辨出，本发明的涂膜带有微凸起结构。
由对比例2的数据可以看出，本发明实施例3浸涂液的耐磨前接触角、耐磨后接触角均明显强于对比例2，由此可见，乙烯基硅油、含氢硅油对疏水、耐磨损的贡献作用。
由于本发明中所涉及的各工艺参数的数值范围在上述实施例中不可能全部体现，但本领域的技术人员完全可以想象到只要落入上述该数值范围内的任何数值均可实施本发明，当然也包括若干项数值范围内具体值的任意组合。此处，出于篇幅的考虑，省略了给出某一项或多项数值范围内具体值的实施例，此不应当视为本发明的技术方案的公开不充分。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (6)

1.一种耐磨损的超疏水的布匹浸涂液，其特征在于，按照质量份包含0.8～2.4份环氧树脂、0.073～0.22份固化剂、0.2～0.6份乙烯基硅油、0.022～0.067份含氢硅油和溶剂。
2.根据权利要求1所述布匹浸涂液，其特征在于，所述环氧树脂为环氧树脂E-44。
3.根据权利要求1所述布匹浸涂液，其特征在于，所述固化剂为二乙烯三胺。
4.根据权利要求1所述布匹浸涂液，其特征在于，所述溶剂为乙酸乙酯。
5.一种布匹的处理方法，其特征在于，使用如权利要求1～4任意一项的布匹浸涂液对布匹进行浸涂。
6.根据权利要求5所述处理方法，其特征在于，所述浸涂的时间为0.5～5min，浸涂的温度为20～60℃。
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