CN111393992B - 一种超疏水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超疏水涂料，由以下质量份数的成分组成：有机硅烷5‑15份、无机耐磨剂1‑10份、催化剂2‑9份、疏水剂1‑3份、四乙烯五胺和四乙烯三胺中的一种或两种2‑8份、溶剂60‑90份。本发明的有益效果是：本发明的涂层连续相自身具有高硬度、高耐磨性、高光滑性与超疏水性，同时具有高致密性及与基体的强结合力，本发明的涂料可常温涂覆、固化，实现抗冲刷、防污、防腐、耐老化等效果，适合钢铁、玻璃、橡胶等基体，可用于高压电缆、户外高压设备、船舶、汽车玻璃等，最大限度减小海水、泥沙、风沙对涂层的冲刷与剪切。

Description

一种超疏水涂料及其制备方法
本案为分案申请，原申请的发明名称为：一种高耐磨超疏水复合涂料、制备方法及由其制成的涂层，原申请的申请日为： 2018-03-22，原申请的申请号为：201810239657.1。
技术领域
本发明涉及涂料涂层技术领域，尤其涉及一种超疏水涂料及其制备方法。
背景技术
超疏水表面是指接触角大于150°、滚动角小于10°的表面并且具有特殊的润湿效果，具有防冰覆、防腐、防污等特殊功能，在工业装置、建筑物的自清洁、高压电气设备的自清洁与防闪络、生物医学和仿生材料应用、管道防水与抗腐蚀、电力输送塔架和电缆冬季防冰雪等许多领域应用前景广阔。
传统方法制备的超疏水涂层虽然具有较高的疏水角、低滑动角，但涂层耐磨性差，不适合在船舶、风沙环境等具有流动介质冲刷的界面上应用。文献报道的高耐磨超疏水复合涂层主要是在疏水涂料中添加一些高硬度质点，如纳米二氧化硅颗粒等，由于涂层高分子聚合物自身不具有很高的硬度与耐磨性，仅仅依靠高硬度粉体的支撑难以获得优异的效果，因为海水、泥沙、风沙等流动相对涂层的冲刷、磨损，不同于机械部件间的磨损，前者对界面的磨损具有均匀性、冲击性和剪切性，也就是说，海水、泥沙、风沙等介质自身的流动性、均匀性与穿透性，对涂层表面的磨损是均匀的，整个涂层必须具有均一的完整的致密性、高硬度与耐磨性才可能具有良好的抗冲刷性能，仅仅依赖涂层中弥散的局部硬质点起不到应有的效果；机械部件间的磨损与流动介质的磨损完全不同，机械部件间有严格的配合面，配合面间的磨损是均匀的，有硬质点的支撑可以大大减缓配合面间的直接接触与磨损，延长机械零部件的使用寿命。
欲克服海水、泥沙、风沙等流动相的冲刷、磨损，延长涂层使用寿命，必须使涂层高聚物连续相自身具有高硬度、高耐磨性和高光滑性，同时具有高致密性及与基体的强结合力，最大限度减小水、风沙对涂层的冲刷与剪切。本发明就是为解决海水、泥沙、风沙等流动介质的冲刷、磨损而研究的一种高耐磨超疏水复合涂料、制备方法及由其制成的涂层，该涂层可常温涂覆、固化，实现抗冲刷、防污、防腐、耐老化等效果，制备方法简单，操作方便，适合钢铁、玻璃、橡胶等基体，可用于高压电缆、户外高压设备、船舶、汽车玻璃等。
发明内容
针对海水、泥沙、风沙等对高压电缆、户外高压设备、船舶等冲刷、磨损特性，本发明提供了一种高耐磨超疏水复合涂料、制备方法及由其制成的涂层，适合钢铁、玻璃、橡胶等基体，制得的涂层常温固化，疏水角达到150-160°，滚动角5-8°，铅笔硬度4H-6H。本发明制备方法、制备设备简单，操作方便，适合大规模生产。
为了实现上述目的，本发明提供了一种高耐磨超疏水复合涂料，由以下质量份数的成分组成：有机硅烷5-15份、无机耐磨剂1-10份、催化剂2-9份、疏水剂1-3份、碳纤维0-3份、玻璃鳞片粉0-3份，四乙烯五胺和四乙烯三胺中的一种或两种2-8份、溶剂60-90份;以上按照质量配比的成分经过混合、预反应后制得高耐磨超疏水复合涂料。
其中，所述有机硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种；
所述无机耐磨剂为正丙醇锆、或者正丙醇锆和硝酸锆的混合物，所述无机耐磨剂与去离子水混合后的水溶胶作为无机耐磨溶胶；
所述催化剂为N-（β一氨乙基）-γ-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷和氨水中的一种或两种；
所述疏水剂为全氟辛基三乙氧硅烷，所述碳纤维长度为100-500μm，所述玻璃鳞片粉粒径D50为5-20μm，所述溶剂为无水乙醇与去离子水的混合物。
进一步的，所述无机耐磨剂为正丙醇锆和硝酸锆的混合物，所述无机耐磨剂中正丙醇锆和硝酸锆的质量配比为（1-10）：1；
所述四乙烯五胺和所述四乙烯三胺的比例为其中的一种或任意比例的混合物；
所述催化剂为N-（β一氨乙基）-γ-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷和氨水中的一种或两种任意比例的混合物；
所述溶剂为无水乙醇与去离子水的混合物，所述溶剂中无水乙醇和去离子水的质量配比为（7-9）:1。
优选地，所述高耐磨超疏水复合涂料由以下质量份数的成分组成：
乙烯基三甲氧基硅烷10份作为有机硅烷、正丙醇锆5份和硝酸锆1份作为无机耐磨剂、N-（β一氨乙基）-γ-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷6份作为催化剂、全氟辛基三乙氧硅烷1份作为疏水剂、长度在100-500um碳纤维1份、粒径D50为10um玻璃鳞片粉1份、四乙烯五胺和四乙烯三胺各2份、无水乙醇75份和去离子水9份作为溶剂。
优选地，所述高耐磨超疏水复合涂料由以下质量份数的成分组成：
乙烯基三甲氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷各2.5份作为有机硅烷、正丙醇锆9份和硝酸锆1份作为无机耐磨剂、N-（β一氨乙基）-γ-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷9份作为催化剂、全氟辛基三乙氧硅烷3份作为疏水剂、长度在100-500um碳纤维3份、粒径D50为10um玻璃鳞片粉2份、四乙烯五胺2份、无水乙醇56份和去离子水8份作为溶剂。
优选地，所述高耐磨超疏水复合涂料由以下质量份数的成分组成：
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷15份作为有机硅烷、正丙醇锆8份和硝酸锆1份作为无机耐磨剂、N-（β一氨乙基）-γ-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷2份和氨水1份作为催化剂、全氟辛基三乙氧硅烷2份作为疏水剂、长度在100-500um碳纤维1份、粒径D50为10um玻璃鳞片粉2份、四乙烯五胺1.5份和四乙烯三胺4份、无水乙醇64份和去离子水8份作为溶剂。
优选地，所述高耐磨超疏水复合涂料由以下质量份数的成分组成：
乙烯基三甲氧基硅烷7份和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷3份作为有机硅烷、正丙醇锆1份和硝酸锆1份作为无机耐磨剂、N-（β一氨乙基）-γ-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷5份和氨水4份作为催化剂、全氟辛基三乙氧硅烷3份作为疏水剂、长度在100-500um碳纤维0份、粒径D50为10um玻璃鳞片粉2份、四乙烯三胺8份、无水乙醇72份和去离子水8份作为溶剂。
优选地，所述高耐磨超疏水复合涂料由以下质量份数的成分组成：乙烯基三甲氧基硅烷2份和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷8份作为有机硅烷、正丙醇锆7份和硝酸锆3份作为无机耐磨剂、氨水6份作为催化剂、全氟辛基三乙氧硅烷1.5份作为疏水剂、长度在100-500um碳纤维3份、粒径D50为10um玻璃鳞片粉0份、四乙烯五胺3份和四乙烯三胺3份、无水乙醇72份和去离子水8份作为溶剂。
优选地，所述高耐磨超疏水复合涂料由以下质量份数的成分组成：乙烯基三甲氧基硅烷15份和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷10份作为有机硅烷、正丙醇锆10份作为无机耐磨剂、N-（β一氨乙基）-γ-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷9份作为催化剂、全氟辛基三乙氧硅烷3份作为疏水剂、四乙烯五胺4份和四乙烯三胺4份、无水乙醇80份和去离子水9份作为溶剂。
为了更好的实现上述目的，本发明还提供了一种高耐磨超疏水复合涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）按照质量配比称取所述碳纤维、所述玻璃鳞片粉以及所述无水乙醇，将所述碳纤维、所述玻璃鳞片粉混合后并且逐渐加入所述无水乙醇分散至糊状，得到糊状混合物以及剩余的所述无水乙醇备用；
（2）按照质量配比称取所述去离子水，将所述去离子水与步骤（1）剩余的所述无水乙醇混合得到混合溶剂；
（3）按照质量配比称取所述有机硅烷、所述无机耐磨剂混合作为前驱体，加入至步骤（2）制得的混合溶剂中，加热至30-50℃恒温下，在600-1200r/min磁力搅拌器下搅拌30min；再按照质量配比加入所述催化剂，继续搅拌30min；然后按照质量配比加入所述疏水剂，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌30min，得到溶胶；
（4）将步骤（3）得到的溶胶常温静置40-96h，然后加入步骤（1）制备的糊状混合物；然后按照质量配比加入四乙烯五胺和四乙烯三胺中的一种或两种，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌10min，制得涂料。
为了更好的实现上述目的，本发明还提供了一种高耐磨超疏水复合涂料制得的涂层。
所述涂层的制备方法为将待喷涂的基体抛丸处理后，浸入所述涂料中，取出后放置在洁净的在洁净环境中常温静置3-7天，得到涂层；
或者，将所述涂料喷涂于抛丸处理后的基体表面，在洁净环境中常温静置3-7天，得到涂层。优选地在压力为3-4kg/cm2空气压力下，使用高压空气喷枪喷涂。
-ZrO-键具有强大的共价特性，优异的机械强度与极高的键离解能（~753 kJ mol-1），并且氧化锆的热稳定性以及与其他陶瓷材料相比具有较强的耐碱性和耐酸性而闻名；有机硅烷部分可与基体连接，提高涂层与基体结合力；氟代甲基反应性较低，存在强C-F键，与正常的疏水性-CH3基相比具有较低的表面能。本发明以有机硅烷与无机锆溶胶作为前驱体，通过枝接修饰全氟硅烷提高涂层憎水性，以碳纤维、玻璃鳞片粉为增强材料，获得以聚锆硅氧高聚物为连续相的复合涂层。通过调整硅烷、锆溶胶比例控制涂层连续相硬度与耐磨性，调整粉体比例控制涂层透明度、韧性、耐磨性与抗龟裂性，调整催化剂与固化剂比例控制涂层固化速度、硬度与韧性，通过调整硅烷种类、用量及与锆溶胶比例，控制在钢铁、橡胶、玻璃等基体的结合力。通过硅烷、锆溶胶的预混合、原位反应，形成无机、有机均相溶胶体系，通过Si-O-Zr-O键形成聚锆硅氧聚合物。
本发明的有益效果是：本发明的涂料以有机无机混合溶胶为涂层前驱体，采用纤维与颗粒增强，以枝接修饰长链疏水剂硅烷、常温固化，制得的涂层连续相自身具有高硬度、高耐磨性、高光滑性与超疏水性，同时具有高致密性及与基体的强结合力；本发明的涂料可常温涂覆、固化，实现抗冲刷、防污、防腐、耐老化等效果，适合钢铁、玻璃、橡胶等基体，可用于高压电缆、户外高压设备、船舶、汽车玻璃等，最大限度减小海水、泥沙、风沙对涂层的冲刷与剪切。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
实施例1
本发明实施例提供了一种高耐磨超疏水复合涂料、制备方法及由其制成的涂层。
涂料由以下质量份数的成分组成：
乙烯基三甲氧基硅烷10份作为有机硅烷、正丙醇锆5份和硝酸锆1份作为无机耐磨剂、N-（β一氨乙基）-γ-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷6份作为催化剂、全氟辛基三乙氧硅烷1份作为疏水剂、长度在100-500um碳纤维1份、粒径D50为10um玻璃鳞片粉1份、四乙烯五胺和四乙烯三胺各2份、无水乙醇75份和去离子水9份作为溶剂。
将以上质量配比的成分按照以下制备方法制得涂料：
（1）按照质量配比称取碳纤维、玻璃鳞片粉以及无水乙醇，将碳纤维、玻璃鳞片粉混合后并且逐渐加入无水乙醇分散至糊状，得到糊状混合物以及剩余的无水乙醇备用；
（2）按照质量配比称取去离子水，将去离子水与步骤（1）剩余的无水乙醇混合得到混合溶剂；
（3）按照质量配比称取有机硅烷、无机耐磨剂混合作为前驱体，加入至步骤（2）制得的混合溶剂中，加热至30-50℃恒温下，在600-1200r/min磁力搅拌器下搅拌30min；再按照质量配比加入催化剂，继续搅拌30min；然后按照质量配比加入疏水剂，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌30min，得到溶胶；
（4）将步骤（3）得到的溶胶常温静置40-96h，然后加入步骤（1）制备的糊状混合物；然后按照质量配比加入四乙烯五胺和四乙烯三胺中的一种或两种，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌10min，制得涂料。
待喷涂的基体经抛丸处理后，浸入到制得的涂料，2-5分钟后取出在洁净环境中常温静置3-7天，得到涂层。制得的涂层疏水角达到150°，滚动角8°，铅笔硬度4H，并且具有较高的抗冲刷磨损性能。
实施例2
本发明实施例提供了一种高耐磨超疏水复合涂料、制备方法及由其制成的涂层。
涂料由以下质量份数的成分组成：
乙烯基三甲氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷各2.5份作为有机硅烷、正丙醇锆9份和硝酸锆1份作为无机耐磨剂、N-（β一氨乙基）-γ-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷9份作为催化剂、全氟辛基三乙氧硅烷3份作为疏水剂、长度在100-500um碳纤维3份、粒径D50为10um玻璃鳞片粉2份、四乙烯五胺2份、无水乙醇56份和去离子水8份作为溶剂。
将以上质量配比的成分按照以下制备方法制得涂料：
（1）按照质量配比称取碳纤维、玻璃鳞片粉以及无水乙醇，将碳纤维、玻璃鳞片粉混合后并且逐渐加入无水乙醇分散至糊状，得到糊状混合物以及剩余的无水乙醇备用；
（2）按照质量配比称取去离子水，将去离子水与步骤（1）剩余的无水乙醇混合得到混合溶剂；
（3）按照质量配比称取有机硅烷、无机耐磨剂混合作为前驱体，加入至步骤（2）制得的混合溶剂中，加热至30-50℃恒温下，在600-1200r/min磁力搅拌器下搅拌30min；再按照质量配比加入催化剂，继续搅拌30min；然后按照质量配比加入疏水剂，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌30min，得到溶胶；
（4）将步骤（3）得到的溶胶常温静置40-96h，然后加入步骤（1）制备的糊状混合物；然后按照质量配比加入四乙烯五胺和四乙烯三胺中的一种或两种，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌10min，制得涂料。
在压力为3-4kg/cm2空气压力下，用高压空气喷枪将制得的涂料喷涂在经抛丸处理后的基体表面，在洁净环境中常温静置3-7天，得到涂层。制得的涂层疏水角达到155°，滚动角7°，铅笔硬度6H，并且具有较高的抗冲刷磨损性能。
实施例3
本发明实施例提供了一种高耐磨超疏水复合涂料、制备方法及由其制成的涂层。
涂料由以下质量份数的成分组成：
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷15份作为有机硅烷、正丙醇锆8份和硝酸锆1份作为无机耐磨剂、N-（β一氨乙基）-γ-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷2份和氨水1份作为催化剂、全氟辛基三乙氧硅烷2份作为疏水剂、长度在100-500um碳纤维1份、粒径D50为10um玻璃鳞片粉2份、四乙烯五胺1.5份和四乙烯三胺4份、无水乙醇64份和去离子水8份作为溶剂。
将以上质量配比的成分按照以下制备方法制得涂料：
（1）按照质量配比称取碳纤维、玻璃鳞片粉以及无水乙醇，将碳纤维、玻璃鳞片粉混合后并且逐渐加入无水乙醇分散至糊状，得到糊状混合物以及剩余的无水乙醇备用；
（2）按照质量配比称取去离子水，将去离子水与步骤（1）剩余的无水乙醇混合得到混合溶剂；
（3）按照质量配比称取有机硅烷、无机耐磨剂混合作为前驱体，加入至步骤（2）制得的混合溶剂中，加热至30-50℃恒温下，在600-1200r/min磁力搅拌器下搅拌30min；再按照质量配比加入催化剂，继续搅拌30min；然后按照质量配比加入疏水剂，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌30min，得到溶胶；
（4）将步骤（3）得到的溶胶常温静置40-96h，然后加入步骤（1）制备的糊状混合物；然后按照质量配比加入四乙烯五胺和四乙烯三胺中的一种或两种，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌10min，制得涂料。
在压力为3-4kg/cm2空气压力下，用高压空气喷枪将制得的涂料喷涂在经抛丸处理后的基体表面，在洁净环境中常温静置3-7天，得到涂层。制得的涂层疏水角达到152°，滚动角8°，铅笔硬度5H，并且具有较高的抗冲刷磨损性能。
实施例4
本发明实施例提供了一种高耐磨超疏水复合涂料、制备方法及由其制成的涂层。
涂料由以下质量份数的成分组成：
乙烯基三甲氧基硅烷7份和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷3份作为有机硅烷、正丙醇锆1份和硝酸锆1份作为无机耐磨剂、N-（β一氨乙基）-γ-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷5份和氨水4份作为催化剂、全氟辛基三乙氧硅烷3份作为疏水剂、长度在100-500um碳纤维0份、粒径D50为10um玻璃鳞片粉2份、四乙烯三胺8份、无水乙醇72份和去离子水8份作为溶剂。
将以上质量配比的成分按照以下制备方法制得涂料：
（1）按照质量配比称取碳纤维、玻璃鳞片粉以及无水乙醇，将碳纤维、玻璃鳞片粉混合后并且逐渐加入无水乙醇分散至糊状，得到糊状混合物以及剩余的无水乙醇备用；
（2）按照质量配比称取去离子水，将去离子水与步骤（1）剩余的无水乙醇混合得到混合溶剂；
（3）按照质量配比称取有机硅烷、无机耐磨剂混合作为前驱体，加入至步骤（2）制得的混合溶剂中，加热至30-50℃恒温下，在600-1200r/min磁力搅拌器下搅拌30min；再按照质量配比加入催化剂，继续搅拌30min；然后按照质量配比加入疏水剂，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌30min，得到溶胶；
（4）将步骤（3）得到的溶胶常温静置40-96h，然后加入步骤（1）制备的糊状混合物；然后按照质量配比加入四乙烯五胺和四乙烯三胺中的一种或两种，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌10min，制得涂料。
待喷涂的基体经抛丸处理后，浸入到制得的涂料，2-5分钟后取出在洁净环境中常温静置3-7天，得到涂层。制得的涂层疏水角达到150°，滚动角8°，铅笔硬度5H，并且具有较高的抗冲刷磨损性能。
实施例5
本发明实施例提供了一种高耐磨超疏水复合涂料、制备方法及由其制成的涂层。
涂料由以下质量份数的成分组成：
乙烯基三甲氧基硅烷2份和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷8份作为有机硅烷、正丙醇锆7份和硝酸锆3份作为无机耐磨剂、氨水6份作为催化剂、全氟辛基三乙氧硅烷1.5份作为疏水剂、长度在100-500um碳纤维3份、粒径D50为10um玻璃鳞片粉0份、四乙烯五胺3份和四乙烯三胺3份、无水乙醇72份和去离子水8份作为溶剂。
将以上质量配比的成分按照以下制备方法制得涂料：
（1）按照质量配比称取碳纤维、玻璃鳞片粉以及无水乙醇，将碳纤维、玻璃鳞片粉混合后并且逐渐加入无水乙醇分散至糊状，得到糊状混合物以及剩余的无水乙醇备用；
（2）按照质量配比称取去离子水，将去离子水与步骤（1）剩余的无水乙醇混合得到混合溶剂；
（3）按照质量配比称取有机硅烷、无机耐磨剂混合作为前驱体，加入至步骤（2）制得的混合溶剂中，加热至30-50℃恒温下，在600-1200r/min磁力搅拌器下搅拌30min；再按照质量配比加入催化剂，继续搅拌30min；然后按照质量配比加入疏水剂，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌30min，得到溶胶；
（4）将步骤（3）得到的溶胶常温静置40-96h，然后加入步骤（1）制备的糊状混合物；然后按照质量配比加入四乙烯五胺和四乙烯三胺中的一种或两种，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌10min，制得涂料。
待喷涂的基体经抛丸处理后，浸入到制得的涂料，2-5分钟后取出在洁净环境中常温静置3-7天，得到涂层。制得的涂层疏水角达到150°，滚动角8°，铅笔硬度6H，并且具有较高的抗冲刷磨损性能。
实施例6
本发明实施例提供了一种高耐磨超疏水复合涂料、制备方法及由其制成的涂层。
涂料由以下质量份数的成分组成：
乙烯基三甲氧基硅烷5份和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷10份作为有机硅烷、正丙醇锆10份作为无机耐磨剂、N-（β一氨乙基）-γ-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷9份作为催化剂、全氟辛基三乙氧硅烷3份作为疏水剂、长度在100-500um碳纤维3份、粒径D50为10um玻璃鳞片粉3份、四乙烯五胺4份和四乙烯三胺4份、无水乙醇80份和去离子水9份作为溶剂。
将以上质量配比的成分按照以下制备方法制得涂料：
（1）按照质量配比称取碳纤维、玻璃鳞片粉以及无水乙醇，将碳纤维、玻璃鳞片粉混合后并且逐渐加入无水乙醇分散至糊状，得到糊状混合物以及剩余的无水乙醇备用；
（2）按照质量配比称取去离子水，将去离子水与步骤（1）剩余的无水乙醇混合得到混合溶剂；
（3）按照质量配比称取有机硅烷、无机耐磨剂混合作为前驱体，加入至步骤（2）制得的混合溶剂中，加热至30-50℃恒温下，在600-1200r/min磁力搅拌器下搅拌30min；再按照质量配比加入催化剂，继续搅拌30min；然后按照质量配比加入疏水剂，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌30min，得到溶胶；
（4）将步骤（3）得到的溶胶常温静置40-96h，然后加入步骤（1）制备的糊状混合物；然后按照质量配比加入四乙烯五胺和四乙烯三胺中的一种或两种，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌10min，制得涂料。
待喷涂的基体经抛丸处理后，浸入到制得的涂料，2-5分钟后取出在洁净环境中常温静置3-7天，得到涂层。制得的涂层疏水角达到160°，滚动角5°，铅笔硬度6H，并且具有较高的抗冲刷磨损性能。
实施例7
本发明实施例提供了一种高耐磨超疏水复合涂料、制备方法及由其制成的涂层。
涂料由以下质量份数的成分组成：
乙烯基三甲氧基硅烷15份和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷10份作为有机硅烷、正丙醇锆10份作为无机耐磨剂、N-（β一氨乙基）-γ-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷9份作为催化剂、全氟辛基三乙氧硅烷3份作为疏水剂、四乙烯五胺4份和四乙烯三胺4份、无水乙醇80份和去离子水9份作为溶剂。
将以上质量配比的成分按照以下制备方法制得涂料：
（1）按照质量配比称取去离子水与无水乙醇混合得到混合溶剂；
（2）按照质量配比称取有机硅烷、无机耐磨剂混合作为前驱体，加入至步骤（1）制得的混合溶剂中，加热至30-50℃恒温下，在600-1200r/min磁力搅拌器下搅拌30min；再按照质量配比加入催化剂，继续搅拌30min；然后按照质量配比加入疏水剂，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌30min，得到溶胶；
（3）将步骤（3）得到的溶胶常温静置40-96h，然后按照质量配比加入四乙烯五胺和四乙烯三胺中的一种或两种，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌10min，制得涂料。
待喷涂的基体经抛丸处理后，浸入到制得的涂料，2-5分钟后取出在洁净环境中常温静置3-7天，得到涂层。制得的涂层疏水角达到153°，滚动角7°，铅笔硬度5H，并且具有较高的抗冲刷磨损性能。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种超疏水涂料，其特征在于，由以下质量份数的成分组成：有机硅烷5-15份、无机耐磨剂1-10份、催化剂2-9份、疏水剂1-3份、四乙烯五胺和四乙烯三胺中的一种或两种2-8份、溶剂60-90份;以上按照质量配比的成分经过混合、预反应后制得所述涂料；其中：
所述有机硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种；
所述无机耐磨剂为正丙醇锆或者正丙醇锆、硝酸锆的混合物，所述无机耐磨剂与去离子水混合后的水溶胶作为无机耐磨溶胶；
所述催化剂为N-（β-氨乙基）-（γ-氨丙基）三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-（γ-氨丙基）三乙氧基硅烷和氨水中的一种或两种；
所述疏水剂为全氟辛基三乙氧硅烷，所述溶剂为无水乙醇与去离子水的混合物。
2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，
所述无机耐磨剂为正丙醇锆和硝酸锆的混合物，所述无机耐磨剂中正丙醇锆和硝酸锆的质量配比为（1-10）：1；
所述催化剂为N-（β-氨乙基）-（γ-氨丙基）三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-（γ-氨丙基）三乙氧基硅烷和氨水中的一种或两种任意比例的混合物；
所述溶剂为无水乙醇与去离子水的混合物，所述溶剂中无水乙醇和去离子水的质量配比为（7-9）:1。
3.一种如权利要求1或2所述的涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）按照质量配比称取去离子水与无水乙醇混合得到混合溶剂；
（2）按照质量配比称取有机硅烷、无机耐磨剂混合作为前驱体，加入至步骤（1）制得的混合溶剂中，加热至30-50℃恒温下，在600-1200r/min磁力搅拌器下搅拌30min；再按照质量配比加入催化剂，继续搅拌30min；然后按照质量配比加入疏水剂，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌30min，得到溶胶；
（3）将步骤（2）得到的溶胶常温静置40-96h，然后按照质量配比加入四乙烯五胺和四乙烯三胺中的一种或两种，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌10min，制得涂料。
4.一种超疏水涂料，其特征在于，所述涂料由以下质量份数的成分组成：有机硅烷5-15份、无机耐磨剂1-10份、催化剂2-9份、疏水剂1-3份、碳纤维1-3份，四乙烯五胺和四乙烯三胺中的一种或两种2-8份、溶剂60-90份；其中，所述碳纤维的长度为100-500μm；
所述有机硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种；
所述无机耐磨剂为正丙醇锆或者正丙醇锆、硝酸锆的混合物，所述无机耐磨剂与去离子水混合后的水溶胶作为无机耐磨溶胶；
所述催化剂为N-（β-氨乙基）-（γ-氨丙基）三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-（γ-氨丙基）三乙氧基硅烷和氨水中的一种或两种；
所述疏水剂为全氟辛基三乙氧硅烷，所述溶剂为无水乙醇与去离子水的混合物。
5.根据权利要求4所述的涂料，其特征在于，所述涂料由以下质量份数的成分组成：乙烯基三甲氧基硅烷2份和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷8份作为有机硅烷、正丙醇锆7份和硝酸锆3份作为无机耐磨剂、氨水6份作为催化剂、全氟辛基三乙氧硅烷1.5份作为疏水剂、长度在100-500μm碳纤维3份、四乙烯五胺3份和四乙烯三胺3份、无水乙醇72份和去离子水8份作为溶剂。
6.一种如权利要求4或5所述的涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）按照质量配比称取所述碳纤维，以及所述无水乙醇，将所述碳纤维混合后并且逐渐加入所述乙醇分散至糊状，得到糊状混合物以及剩余的所述乙醇备用；
（2）按照质量配比称取所述去离子水，将所述去离子水与步骤（1）剩余的所述乙醇混合得到混合溶剂；
（3）按照质量配比称取所述有机硅烷、所述无机耐磨剂混合作为前驱体，加入至步骤（2）制得的混合溶剂中，加热至30-50℃恒温下，在600-1200r/min磁力搅拌器下搅拌30min；再按照质量配比加入所述催化剂，继续搅拌30min；然后按照质量配比加入所述疏水剂，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌30min，得到溶胶；
（4）将步骤（3）得到的溶胶常温静置40-96h，然后加入步骤（1）制备的糊状混合物；然后按照质量配比加入四乙烯五胺和四乙烯三胺中的一种或两种，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌10min，制得涂料。
7.一种超疏水涂料，其特征在于，所述涂料由以下质量份数的成分组成：有机硅烷5-15份、无机耐磨剂1-10份、催化剂2-9份、疏水剂1-3份、玻璃鳞片粉1-3份，四乙烯五胺和四乙烯三胺中的一种或两种2-8份、溶剂60-90份；其中，所述玻璃鳞片粉的粒径D50为5-20μm；
所述有机硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种；
所述无机耐磨剂为正丙醇锆或者正丙醇锆、硝酸锆的混合物，所述无机耐磨剂与去离子水混合后的水溶胶作为无机耐磨溶胶；
所述催化剂为N-（β-氨乙基）-（γ-氨丙基）三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-（γ-氨丙基）三乙氧基硅烷和氨水中的一种或两种；
所述疏水剂为全氟辛基三乙氧硅烷，所述溶剂为无水乙醇与去离子水的混合物。
8.根据权利要求7所述的涂料，其特征在于，所述涂料由以下质量份数的成分组成：乙烯基三甲氧基硅烷7份和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷3份作为有机硅烷、正丙醇锆1份和硝酸锆1份作为无机耐磨剂、N-（β-氨乙基）-（γ-氨丙基）三甲氧基硅烷或N-（β-氨乙基）-（γ-氨丙基）三乙氧基硅烷5份和氨水4份作为催化剂、全氟辛基三乙氧硅烷3份作为疏水剂、粒径D50为10μm玻璃鳞片粉2份、四乙烯三胺8份、无水乙醇72份和去离子水8份作为溶剂。
9.一种如权利要求7所述的涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）按照质量配比称取所述玻璃鳞片粉，以及所述无水乙醇，将所述玻璃鳞片粉混合后并且逐渐加入所述乙醇分散至糊状，得到糊状混合物以及剩余的所述乙醇备用；
（2）按照质量配比称取所述去离子水，将所述去离子水与步骤（1）剩余的所述乙醇混合得到混合溶剂；
（3）按照质量配比称取所述有机硅烷、所述无机耐磨剂混合作为前驱体，加入至步骤（2）制得的混合溶剂中，加热至30-50℃恒温下，在600-1200r/min磁力搅拌器下搅拌30min；再按照质量配比加入所述催化剂，继续搅拌30min；然后按照质量配比加入所述疏水剂，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌30min，得到溶胶；
（4）将步骤（3）得到的溶胶常温静置40-96h，然后加入步骤（1）制备的糊状混合物；然后按照质量配比加入四乙烯五胺和四乙烯三胺中的一种或两种，在800-1200r/min磁力搅拌器转速下搅拌10min，制得涂料。
10.一种由权利要求1、2、4、5、7和8中任一项所述的涂料制得的涂层。
11.根据权利要求10所述的涂层，其特征在于，所述涂层的制备方法为将待喷涂的基体抛丸处理后，浸入所述涂料中，取出后在洁净环境中常温静置3-7天，得到涂层；
或者，将所述涂料喷涂于抛丸处理后的基体表面，在洁净环境中常温静置3-7天，得到涂层。
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