CN110681552A - 一种耐磨擦超疏水涂层的制备方法 - Google Patents

一种耐磨擦超疏水涂层的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种耐磨擦超疏水涂层的制备方法，将丙烯酸类共聚物与BYK‑333共同混合搅拌均匀后加入乙酸乙酯与乙酸丁酯的共混溶液，搅拌片刻后依次加入己二酸/新戊二醇/偏苯三酸酐共聚物、乙酰柠檬酸三丁酯、环氧树脂，加入硝化纤维得溶液A；将铝片置于匀胶机上，用溶液A进行旋涂，旋涂完成后立刻旋涂纳米二氧化硅颗粒溶液，随后烘干即得耐磨擦的超疏水涂层。通过疏水改性后的二氧化硅镶嵌在PMMA的表面或内部孔洞中，获得了静态水接触角168°±0.9°，滚动角小于1°的白色耐磨擦涂层。该涂层拥有良好的自清洁效应、防覆冰和防酸碱的性能，且能应用在不同基底上，这对工业化市场要求超疏水材料具有一定的机械稳定性及环境适应性给予了一定的参考价值。

Description

一种耐磨擦超疏水涂层的制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐磨擦的超疏水涂层的制备方法，归属于新型材料领域、环境保护领域。
背景技术
近年来，水接触角（WCA）大于150°，滑动角（SA）小于10°的超疏水表面因其优异的自洁性能而在科学和实际应用中引起了广泛的关注，主要应用在保护各色材料基底上，如减阻，防覆冰，耐腐蚀等性能。超疏水表面的灵感来源于大量的自然现象，如莲花的自清洁效应和蝴蝶翅膀的斥水性。制备超疏水表面的方法可大致分为两类：（1）在疏水表面上设计微纳米双粗糙结构（2）用低表面能试剂改性具有一定粗糙度的表面。到目前为止，已有多种方法可用于制备超疏水表面，包括喷涂，旋涂，静电纺丝法，化学气相沉积（CVD），化学蚀刻，浸涂法和电化学沉积法。
因为用低表面能物质去构建微纳米双粗糙结构周期较长，且方法单一，以原位生长为主，所以现今超疏水表面多通过用低表面能的试剂对具有粗糙度结构的表面进行疏水改性而制备，其低表面能试剂多为含氟类硅烷化合物，用来降低水在涂层上的表面张力，而具备粗糙度结构的表面能形成微观凹槽，能够俘获大量空气分子，降低与液相的接触面积，使超疏水涂层更好地保持 Cassie-Baxter 状态。在这种润湿状态下的涂层具有优异的超疏水性能，有空气分子的阻挡，水珠也不会渗入到粗糙表面的凹槽中，从而使超疏水涂层拥有很高的接触角和低的滚动角。
现今超疏水涂层的研究面临在金属基底表面机械不稳定性能差的难题，金属基底表面的超疏水涂层受机械力影响相对简单，主要是要克服因冲击力或摩擦等外部机械作用而导致的表面受损，因为构成超疏水材料特性的结构是微纳米级别的，在宏观机械力的作用下一定会出现不同程度的磨损，使表面结构受到破坏，在磨损过程中，Cassie-Baxter 状态会逐渐向Wenzel状态转变，粗糙结构的破坏使表面微观凹槽渗透进一部分的水分子，涂层对亲水性物质的吸附作用增强，受到亲水性物质的污染，涂层固有的超疏水性及自清洁效应就会失效。所以机械稳定性对涂层的耐久性至关重要。这就要求超疏水材料急需通过改良获得比较稳定的机械强度。东北石油大学的王怀远等研究人员认为在铝片等金属基底上提高超疏水涂层机械稳定性的焦点主要是其耐磨性和附着力。但在防覆冰超疏水领域，鲜少有耐磨擦性能良好的超疏水涂层，南京理工大学的熊党生课题组，致力于防覆冰耐腐蚀的超疏水涂层，但机械性能良好的防覆冰超疏水涂层依旧没有太大突破。
发明内容
针对现今超疏水材料涂覆在金属表面表现出机械稳定性差，附着力低的问题，本发明利用自制溶液将聚甲基丙烯酸甲酯的微观形貌松散化，将改性后的二氧化硅镶嵌在聚甲基丙烯酸甲酯的周围，获得了具有优良的耐磨擦性能的超疏水涂层，并且涂层保持了超疏水涂层的自清洁性能，同时还具有一定的防覆冰和耐酸碱性。
本发明的目的是提供一种耐磨擦的超疏水涂层及其制备方法。所述的疏水涂层能够将耐磨擦材料与不耐摩擦的疏水性二氧化硅结合，该涂层具有优良的性能，在铝片基底上，其水接触角最高可高达168°±0.9°，滚动角小于1°，类似荷叶的“自清洁效应”。此外，该膜层还具有良好的自清洁性、防覆冰和防酸碱性，将其置于类大气环境中，能够明显减少对灰尘的附着力、延长水滴的结冰时间和改善酸雨的腐蚀等情况。
一种耐磨擦的超疏水涂层的制备方法，通过物理混合的方法，将疏水改性过后的纳米二氧化硅粒子与有机玻璃结合，这种涂层达到了超疏水材料的耐磨擦测试基本要求，并且具有良好的防覆冰、自清洁及防酸碱性能，具体包括以下步骤：
（1）溶液A的制备：先将25g丙烯酸类共聚物与0.6gBYK-333共同混合搅拌均匀后加入体积比为3:0.8-1.2（优选为1：1的混合物）的乙酸乙酯与乙酸丁酯的共混溶液，搅拌后依次加入己二酸/新戊二醇/偏苯三酸酐共聚物、乙酰柠檬酸三丁酯、环氧树脂，搅拌均匀后加入硝化纤维，再次搅拌均匀得溶液A。
所述的丙烯酸类共聚物、BYK-333、己二酸/新戊二醇/偏苯三酸酐共聚物、乙酰柠檬酸三丁酯、环氧树脂、硝化纤维的质量比为1：0.02-0.04：0.03-0.08：0.03-0.08：0.01-0.03：0.8-1.2。优选比例为1：0.024：0.06：0.06：0.016：0.988。
（2）纳米二氧化硅颗粒的改性：将纳米二氧化硅颗粒与三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷（三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷的环己烷的质量浓度比为2-6%wt）溶液充分混合2-4h，烘干后获得改性纳米二氧化硅颗粒。所述的纳米二氧化硅粒子与三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷的质量比为1:0.5-1。
（3）溶液B的制备：在25℃-30℃条件下将聚甲基丙烯酸甲酯加入四氢呋喃溶液中搅拌均匀，加热至40℃-45℃后加入步骤（2）中的改性纳米二氧化硅颗粒继续搅拌得到溶液B，聚甲基丙烯酸甲酯、疏水改性的纳米二氧化硅颗粒、四氢呋喃质量比为1:7~9:90~180。
（4）铝片的处理：将铝片经砂纸打磨、盐酸浸泡、沸水处理后烘干待用；具体方案为将铝片用360mush的砂纸打磨后，用盐酸溶液（盐酸溶液的浓度为1mol/L）浸泡10min，取出后在沸水中煮30min，最后80℃烘干待用。
（5）将步骤（4）的铝片置于匀胶机上，设置初级转速600-800r/min，时间8-12s；次级转速2500-3500r/min，时间30-50s。用步骤（1）中的溶液A进行旋涂，旋涂完成后立刻旋涂步骤（3）中的溶液B，干燥5~6h，即得耐磨擦的超疏水涂层。
本发明摆脱了传统的超疏水涂层制备方法，传统的超疏水涂层是在涂层表面构建好粗糙度结构后再利用配置好的疏水改性剂进行疏水改性，可以说传统的方法分为两步，而且一旦破坏了表层的低表面能物质，拥有一定粗糙度结构的表面也会失去超疏水性能，本发明将低表面能物质三乙氧基1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷直接包裹住制备好的纳米二氧化硅颗粒，并且利用有机玻璃聚甲基丙烯酸甲酯的硬度高这一特性，将改性好的纳米二氧化硅镶嵌在有机玻璃表面及其孔洞内部，使耐磨擦的有机玻璃承担了大部分机械受力，提高涂层耐磨性的同时，依旧能够保留改性二氧化硅的疏水特性，此超疏水涂层所用材料不会因低温而产生变化，微纳米双粗糙结构里贮藏的空穴气体较多，结冰形核势垒越高，因而水滴在低温条件下的结冰时间比普通水滴更长，起到了防覆冰的效果。所以本发明制备了一种具有耐磨擦、自清洁及防覆冰性能的超疏水涂层。
本发明将耐磨擦的有机玻璃与不耐磨的疏水性二氧化硅结合起来，获得了由有机玻璃本身承担大部分机械外力摩擦的耐磨擦超疏水涂层，且本涂层为防覆冰耐磨擦涂层，解决了一般情况下被动除冰的超疏水涂层易被外力划伤而脱落或失去超疏水性的情况。在耐候性上不仅能防止酸雨对金属的破坏，还具有一定的自清洁性能。
1.镀膜方法简单，制备成本低廉。
2.此涂层具有优良的耐磨擦性，得了静态水接触角168°±0.9°，滚动角小于1°的白色耐磨擦涂层。用200g砝码进行砂纸实验摩擦1米后依旧具有超疏水性能。用50g的细沙进行冲击试验，循环30次，涂层的静态水接触角依旧高于150°。
3.此膜层具有超疏水自清洁性能，能够减少灰尘在表面的附着。
4.此涂层能够有效延长结冰时间，达到防覆冰的目的。
5.此涂层能够长期保护铝片在强酸强碱溶液中不被腐蚀。
附图说明
图1为铝基底上不同涂层的SEM图，其中a为涂覆溶液A的SEM图（倍数20000），b为涂覆改性二氧化硅的SEM图（倍数10000），c为涂覆PMMA的SEM图（倍数10000），d为涂覆溶液B的SEM图（倍数5000），其中i为d的放大图（倍数50000），e为先涂覆溶液A，后涂覆溶液B的SEM图（倍数10000），其中f为e的放大图（倍数100000），g为先涂覆溶液A，后涂覆溶液B获得的涂层横截面SEM图（倍数10000），其中h为f的的放大图（倍数50000），从图中可以看出，溶液A使PMMA本身的孔隙变大(见图e)，纳米二氧化硅颗粒不仅在其表面，还镶嵌进内部（见图g与h），在摩擦过程中，PMMA不仅可以承担一部分受力，而且在遭到破坏时，内部依旧有疏水性的纳米二氧化硅存在，保持其原有的超疏水及其他特性。
图2为超疏水涂层在不同基底上的静态水接触角的大小，其中a基底为铝片，水接触角为168°；b基底为环氧树脂类风机叶片，水接触角为164.56°；c基底为普通玻璃，水接触角为166°；d为无尘布基底，水接触角为151.25°；e为铜片基底，水接触角为157.5°；f基底为A4纸，水接触角为153.05°。其中d1，e1，f1分别为d,e,f的实物图。
图3为实施例1中铝片基底涂层进行砂纸实验前后静态水接触角及滚动角的大小变化其中a为砂纸实验操作实图；b为每次循环后记录的当前涂层表面的静态疏水角与滚动角。
图4为实施例2中铝片基底涂层进行细沙冲击实验前后静态水接触角及滚动角的大小变化其中a为细沙冲击实验操作实图；b为每次循环后记录的当前涂层表面的静态疏水角与滚动角。
图5为实施例3中铝片基底涂层的自清洁效果（左边普通铝片，右边为涂有涂层的铝片），其中a为表面撒满粉笔末（模拟灰尘）的普通铝片和处理过的铝片；b为用5ml的蒸馏水以滴水形式清洗过后的普通铝片表面和涂层处理之后的铝片表面。
图6为实施例4中普通铝片和超疏水涂层铝片的防覆冰情况，在-10℃条件下，将0.2ml的水滴分别滴在涂有涂层的铝片和普通铝片，其中a图为涂有涂层的铝片，b图为普通铝片。
图7为实施例5中超疏水涂层的防酸碱情况，a为超疏水涂层的银镜效应。
图8为实施例5中将涂覆了超疏水涂层的铝片浸泡在不同pH值的溶液中，浸泡一周时间前后的水接触角和滚动角的变化。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案以及优点更加清楚，将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完成的描述。
实施例1
（1）溶液A的制备：将25g丙烯酸类共聚物与0.6gBYK-333共同混合搅拌均匀后加入50g体积比为3:1的乙酸乙酯与乙酸丁酯的共混溶液，搅拌5min后依次加入0.15g己二酸/新戊二醇/偏苯三酸酐共聚物、0.15g乙酰柠檬酸三丁酯、0.4g环氧树脂，高速搅拌30min后加入24.7g硝化纤维，低速搅拌10min得溶液A。
（2）纳米二氧化硅颗粒的改性：将纳米二氧化硅颗粒与三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷（三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷的环己烷的质量浓度比为5%wt）溶液充分混合2h，烘干后获得改性纳米二氧化硅颗粒。
（3）溶液B的制备：在30℃条件下将聚甲基丙烯酸甲酯加入四氢呋喃溶液中搅拌均匀，加热至45℃后加入步骤（2）中的改性纳米二氧化硅颗粒继续搅拌得到溶液B，聚甲基丙烯酸甲酯、疏水改性的纳米二氧化硅颗粒、四氢呋喃质量比为1:9:180。
（4）铝片的处理：将铝片经砂纸打磨、盐酸浸泡、沸水处理后烘干待用；具体方案为将铝片用360mush的砂纸打磨后，用1mol/L的盐酸溶液浸泡10min，取出后在沸水中煮30min，最后80℃烘干待用。
（5）将步骤（4）的铝片置于匀胶机上，设置初级转速800r/min，时间12s；次级转速3000r/min，时间30s。用步骤（1）中的溶液A进行旋涂，旋涂完成后立刻旋涂步骤（3）中的溶液B，干燥5h，即得耐磨擦的超疏水涂层；
图1为铝基底上不同涂层的SEM图，其中a为涂覆溶液A的SEM图（倍数20000），b为涂覆改性二氧化硅的SEM图（倍数10000），c为涂覆PMMA的SEM图（倍数10000），d为涂覆溶液B的SEM图（倍数5000），其中i为d的放大图（倍数50000），e为先涂覆溶液A，后涂覆溶液B的SEM图（倍数10000），其中f为e的放大图（倍数100000），g为先涂覆溶液A，后涂覆溶液B获得的涂层横截面SEM图（倍数10000），其中h为f的的放大图（倍数50000）。
图2为超疏水涂层在不同基底上的静态水接触角的大小（即步骤4中的铝片基底替换为环氧树脂类风机叶片、普通玻璃、无尘布基底、铜片基底、A4纸），其中a基底为铝片，水接触角为168°；b基底为环氧树脂类风机叶片，水接触角为164.56°；c基底为普通玻璃，水接触角为166°；d为无尘布基底，水接触角为151.25°；e为铜片基底，水接触角为157.5°；f基底为A4纸，水接触角为153.05°。其中d1，e1，f1分别为d,e,f的实物图，a,b,c由于滚动角过低，很难在涂层表面停留，故而未曾展示。
（6）将步骤（5）中涂有超疏水涂层的铝片放置在2500目的砂纸上，砂纸的粗糙面接触超疏水涂层，在未处理的一面垂直放置200g的砝码，均匀用力将铝片移动10cm，10cm为一个循环，操作如b图所示，共循环13次，每次循环后记录下当前涂层表面的静态疏水角与滚动角，如a图所示，可见在摩擦1m后涂层依旧具有超疏水性。（见图3）。
实施例2
（1）溶液A的制备：先将25g丙烯酸类共聚物与0.6gBYK-333共同混合搅拌均匀后加入50g体积比为3:1的乙酸乙酯与乙酸丁酯的共混溶液，搅拌5min后依次加入0.15己二酸/新戊二醇/偏苯三酸酐共聚物、0.15g乙酰柠檬酸三丁酯、0.4g环氧树脂，高速搅拌45min后加入24.7g硝化纤维，低速搅拌15min得溶液A。
（2）纳米二氧化硅颗粒的改性：将纳米二氧化硅颗粒与三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷（三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷的环己烷的质量浓度比为6%wt）溶液充分混合2-4h，烘干后获得改性纳米二氧化硅颗粒。
（3）溶液B的制备：在30℃条件下将聚甲基丙烯酸甲酯加入四氢呋喃溶液中搅拌均匀，加热至45℃后加入步骤（2）中的改性纳米二氧化硅颗粒继续搅拌得到溶液B，聚甲基丙烯酸甲酯、疏水改性的纳米二氧化硅颗粒、四氢呋喃质量比为1:7:90。
（4）铝片的处理：将铝片经砂纸打磨、盐酸浸泡、沸水处理后烘干待用；具体方案为将铝片用360mush的砂纸打磨后，用1mol/L的盐酸溶液浸泡10min，取出后在沸水中煮30min，最后烘干待用。
（5）将步骤（4）的铝片置于匀胶机上，设置初级转速600r/min，时间10s；次级转速3000r/min，时间60s。用步骤（1）中的溶液A进行旋涂，旋涂完成后立刻旋涂步骤（3）中的溶液B，干燥6h，即得耐磨擦的超疏水涂层。
（6）如a图所示，将漏斗悬于超疏水涂层的正上方45cm处，基底与地面呈45°角，将300g细沙倒入漏斗中，约9秒300g沙子全部漏完，以每次300g细沙为一循环冲击涂层表面，记录每次冲击循环下超疏水涂层的水接触角及滚动角的变化，如b图所示，能够循环30次依旧具有超疏水性，在38次时，涂层的静态水接触角才低于150°以下。（见图4）
实施例3
（1）溶液A的制备：先将25g丙烯酸类共聚物与0.6gBYK-333共同混合搅拌均匀后加入50g体积比为3:1的乙酸乙酯与乙酸丁酯的共混溶液，搅拌5min后依次加入0.15己二酸/新戊二醇/偏苯三酸酐共聚物、0.15g乙酰柠檬酸三丁酯、0.4g环氧树脂，高速搅拌30min后加入24.7g硝化纤维，低速搅拌15min得溶液A。
（2）纳米二氧化硅颗粒的改性：将纳米二氧化硅颗粒与三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷（三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷的环己烷的质量浓度比为6%wt）溶液充分混合3h，烘干后获得改性纳米二氧化硅颗粒。
（3）溶液B的制备：在25℃-30℃条件下将聚甲基丙烯酸甲酯加入四氢呋喃溶液中搅拌均匀，加热至40℃后加入步骤（2）中的改性纳米二氧化硅颗粒继续搅拌得到溶液B，聚甲基丙烯酸甲酯、疏水改性的纳米二氧化硅颗粒、四氢呋喃质量比为1:7:90。
（4）铝片的处理：将铝片经砂纸打磨、盐酸浸泡、沸水处理后烘干待用；具体方案为将铝片用360mush的砂纸打磨后，用1mol/L的盐酸溶液浸泡10min，取出后在沸水中煮30min，最后烘干待用。
（5）将步骤（4）的铝片置于匀胶机上，设置初级转速800r/min，时间12s；次级转速2500r/min，时间50s。用步骤（1）中的溶液A进行旋涂，旋涂完成后立刻旋涂步骤（3）中的溶液B，干燥5h，即得耐磨擦的超疏水涂层。
（6）将步骤（5）中处理过的超疏水铝片样品和空白样品上撒满研磨好的粉笔末（模拟灰尘），然后用胶头滴管滴水对其表面进行冲洗，处理过的铝片样品在经过65滴1ml的水量冲洗后，几乎没有粉末粘附，普通铝片上粉末依旧大量粘附在其表面（见图5）。
实施例4
（1）溶液A的制备：先将25g丙烯酸类共聚物与0.6gBYK-333共同混合搅拌均匀后加入50g体积比为3:1的乙酸乙酯与乙酸丁酯的共混溶液，搅拌5min后依次加入0.15己二酸/新戊二醇/偏苯三酸酐共聚物、0.15g乙酰柠檬酸三丁酯、0.4g环氧树脂，高速搅拌30min后加入24.7g硝化纤维，低速搅拌15min得溶液A。
（2）纳米二氧化硅颗粒的改性：将纳米二氧化硅颗粒与三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷（三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷的环己烷的质量浓度比为6%wt）溶液充分混合3h，烘干后获得改性纳米二氧化硅颗粒。
（3）溶液B的制备：在25℃-30℃条件下将聚甲基丙烯酸甲酯加入四氢呋喃溶液中搅拌均匀，加热至40℃后加入步骤（2）中的改性纳米二氧化硅颗粒继续搅拌得到溶液B，聚甲基丙烯酸甲酯、疏水改性的纳米二氧化硅颗粒、四氢呋喃质量比为1:7:90。
（4）铝片的处理：将铝片经砂纸打磨、盐酸浸泡、沸水处理后烘干待用；具体方案为将铝片用360mush的砂纸打磨后，用1mol/L的盐酸溶液浸泡10min，取出后在沸水中煮30min，最后烘干待用。
（5）将步骤（4）的铝片置于匀胶机上，设置初级转速800r/min，时间12s；次级转速2500r/min，时间50s。用步骤（1）中的溶液A进行旋涂，旋涂完成后立刻旋涂步骤（3）中的溶液B，干燥5h，即得耐磨擦的超疏水涂层。
（6）将步骤（5）中处理过的超疏水铝片和未处理的铝片同放在温度为-20℃的环境下冷却2min后，用移液枪定量移取1ml的蒸馏水滴在两个不同的铝片表面，a为干净的普通铝片，b为超疏水涂层涂覆的铝片，随时间的增加，两个水滴比较可以发现，普通铝片表面132s时开始结冰，330s时完全结冰，涂有涂层的铝片302s开始结冰，526s完全结冰，延缓了结冰时间170s，并拉长了完全结冰的时间。（见图6）。
实施例5
（1）溶液A的制备：先将25g丙烯酸类共聚物与0.6gBYK-333共同混合搅拌均匀后加入50g体积比为3:1的乙酸乙酯与乙酸丁酯的共混溶液，搅拌5min后依次加入0.15己二酸/新戊二醇/偏苯三酸酐共聚物、0.15g乙酰柠檬酸三丁酯、0.4g环氧树脂，高速搅拌30min后加入24.7g硝化纤维，低速搅拌10min得溶液A。
（2）纳米二氧化硅颗粒的改性：将纳米二氧化硅颗粒与三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷（三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷的环己烷的质量浓度比为4%wt）溶液充分混合3h，烘干后获得改性纳米二氧化硅颗粒。
（3）溶液B的制备：在25℃条件下将聚甲基丙烯酸甲酯加入四氢呋喃溶液中搅拌均匀，加热至40℃后加入步骤（2）中的改性纳米二氧化硅颗粒继续搅拌3h得到溶液B，聚甲基丙烯酸甲酯、疏水改性的纳米二氧化硅颗粒、四氢呋喃质量比为1:7:180。
（4）铝片的处理：将铝片经砂纸打磨、盐酸浸泡、沸水处理后烘干待用；具体方案为将铝片用360mush的砂纸打磨后，用1mol/L的盐酸溶液浸泡10min，取出后在沸水中煮30min，最后烘干待用。
（5）将步骤（4）的铝片置于匀胶机上，设置初级转速800r/min，时间12s；次级转速2500r/min，时间60s。用步骤（1）中的溶液A进行旋涂，旋涂完成后立刻旋涂步骤（3）中的溶液B，干燥6h，即得耐磨擦的超疏水涂层。
(6)如a图所示，将基底为铝片的超疏水涂层浸泡在水中，俯视烧杯内部时可以看到明显的一层防水层，像银镜一样，能够说明此涂层是卡西模型；将制备的十四片涂有超疏水涂层的铝片测量完疏水角度后，全部浸泡在不同PH值的溶液中，放置一周，观察涂层的疏水性变化，如b图所示，可以看到此涂层有很好的耐酸性能，耐碱性稍差，但也只是在强碱情况下，出现部分钉扎现象。（见图7、8）。

Claims (7)

1.一种耐磨擦超疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）溶液A的制备：将丙烯酸类共聚物与BYK-333共同混合搅拌均匀后加入乙酸乙酯与乙酸丁酯的共混溶液，搅拌片刻后依次加入己二酸/新戊二醇/偏苯三酸酐共聚物、乙酰柠檬酸三丁酯、环氧树脂，搅拌均匀后加入硝化纤维，搅拌均匀得溶液A；
（2）改性纳米二氧化硅颗粒的制备：将纳米二氧化硅粒子与三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷的环己烷溶液混合，搅拌均匀后放入烘箱中干燥，得到改性纳米二氧化硅颗粒；
（3）溶液B的制备：在25℃-30℃条件下将聚甲基丙烯酸甲酯加入四氢呋喃溶液中搅拌均匀，加热至40℃-45℃后加入改性的纳米二氧化硅颗粒继续搅拌得到溶液B；
（4）铝片的处理：将铝片经砂纸打磨、盐酸浸泡、沸水处理后烘干待用；
（5）将步骤（4）的铝片置于匀胶机上，用步骤（1）的溶液A进行旋涂，旋涂完成后立刻旋涂步骤（3）的溶液B，随后烘干即得耐磨擦的超疏水涂层。
2.根据权利要求1所述的耐磨擦的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，乙酸乙酯与乙酸丁酯的体积比为3:0.8-1.2。
3.根据权利要求1所述的耐磨擦的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，丙烯酸类共聚物、BYK-333、己二酸/新戊二醇/偏苯三酸酐共聚物、乙酰柠檬酸三丁酯、环氧树脂、硝化纤维的质量比为1：0.02-0.04：0.03-0.08：0.03-0.08：0.01-0.03：0.8-1.2。
4.根据权利要求1所述的耐磨擦的超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤（2）中三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷的环己烷溶液的质量浓度为2-6%wt；纳米二氧化硅粒子与三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷的质量比为1:0.5-1。
5.根据权利要求1所述的耐磨擦超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤（3）中的聚甲基丙烯酸甲酯、改性纳米二氧化硅颗粒、四氢呋喃质量比为1:7~9:90~180。
6.根据权利要求1所述的耐磨擦超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤（5）中的溶液A旋涂到铝片上时立刻旋涂溶液B。
7.根据权利要求1所述的耐磨擦超疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤（5）的铝片置于匀胶机上，设置初级转速600-800r/min，时间8-10s；次级转速2500-3500r/min，时间30-60s，旋涂完成后将样品烘干即得耐磨擦的超疏水涂层。
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