CN111410887A - 一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料及其制法 - Google Patents

一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料及其制法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及丙烯酸树脂材料技术领域，且公开了一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料，包括以下配方原料及组分：环氧树脂、丙烯酸、甲基丙烯酸十七氟癸酯、1,12‑二氨基十二烷、引发剂、改性SiO2修饰聚多巴胺。该一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料，环氧树脂与甲基丙烯酸十七氟癸酯和丙烯酸中的烯烃交联聚合形成环氧丙烯酸树脂，1,12‑二氨基十二烷为扩链剂，柔性亚甲基长烷基链，增强了环氧丙烯酸树脂的柔韧性，降低了涂膜的脆性，甲基丙烯酸十七氟癸酯中的全氟碳链和1,12‑二氨基十二烷长碳链具有很强的疏水性能，赋予了环氧丙烯酸树脂优异的超疏水性能，纳米SiO2在环氧丙烯酸树脂中具有良好的相容性和分散性。

Description

一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料及其制法
技术领域
本发明涉及丙烯酸树脂材料技术领域，具体为一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料及其制法。
背景技术
超疏水材料是一种具有超强憎水性的新型材料，其表面稳定接触角大于150度，滚动接触角小于10度，超疏水材料具有良好的自清洁性和防金属腐蚀性能，在户外建筑防雨雪、船舶防腐蚀、玻璃、透明塑料材料防污染等领域非常具有发展潜力。
丙烯酸树脂包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸及其衍生物的聚合物，是一种热塑性或热固性树脂涂料，热固性丙烯酸树脂结构中带有氨基或羧基等官能团，可以加入的聚氨酯、环氧树脂等，与其发生反应形成网状结构，热固性丙烯酸涂料有良好的光泽、耐高温性、耐溶剂性和耐候性，热塑性丙烯酸树脂在成膜过程中不发生进一步交联，具有优异的保光保色性和耐化学性，在汽车工程、电子电器、机械建筑等领域具有广泛的应用，但是目前的丙烯酸树涂料的涂膜韧性不足，脆性较大，容易开裂起裂纹，并且丙烯酸树涂料不具有超疏水性能。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料及其制法，解决了氧丙烯酸树脂韧性不足，脆性较大的问题，同时解决了丙烯酸树涂料不具有超疏水性能的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：12-16份环氧树脂、32-38份丙烯酸、15-21份甲基丙烯酸十七氟癸酯、4-10份1,12-二氨基十二烷、1-3份引发剂、12-36份改性SiO2修饰聚多巴胺。
优选的，所述引发剂为过氧化二苯甲酰。
优选的，所述改性SiO2修饰聚多巴胺制备方法包括以下步骤：
(1)向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为2-3:1，再加入氨水调节溶液pH至8-10，加入盐酸多巴胺，将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至35-45℃，匀速搅拌反应25-30h，将溶液置于冰水浴中冷却，向反应瓶中加入丙酮溶剂，匀速搅拌后静置沉降，直至有大量沉淀析出，将溶液离心分离除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米聚多巴。
(2)向反应瓶蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为20-30:1再加入纳米SiO2和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，将反应瓶置于超声分散仪中，在30-50℃下进行超分散处理1-2h，超声频率为20-30KHz，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至40-80℃，匀速搅拌反应8-15h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物并充分干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性纳米SiO2。
(3)向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂，加入纳米聚多巴和改性纳米SiO2，将反应瓶在40-60℃下进行超分散处理1-3h，超声频率为25-35KHz，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60-80℃，匀速搅拌反应3-5h，将溶液置于冰水浴中冷却，向反应瓶中加入蒸馏水，直至有大量沉淀析出，使用蒸馏水和形成洗涤固体产物并充分干燥，制备得到改性SiO2修饰聚多巴胺。
优选的，所述恒温水浴锅包括锅体、锅体底部设置有过孔，过孔固定连接有水阀，锅体内部设置有U型循环管，U型循环管活动连接有套管，套管与通孔卡接。
优选的，所述纳米SiO2和乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为8-15:1。
优选的，所述纳米聚多巴和改性纳米SiO2的质量比为2-4:1。
优选的，所述超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料制备方法包括以下步骤：
(1)向反应瓶中加入丙酮溶剂、32-38份丙烯酸、12-16份环氧树脂，15-21份甲基丙烯酸十七氟癸酯和10-34份改性SiO2修饰聚多巴胺，搅拌均匀后加入1-3份引发剂过氧化二苯甲酰，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60-80℃，匀速搅拌反应3-6h。
(2)向反应瓶加入4-10份1,12-二氨基十二烷，升温至90-120℃，进行扩链反应2-5h，将溶液冷却至室温，进行高速乳化过程，控制固液比为55-70％，制备得到超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
该一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料，环氧树脂中苯环相邻氧原子邻位的碳原子，在引发剂过氧化二苯甲酰作用下，形成碳自由基，与甲基丙烯酸十七氟癸酯和丙烯酸中的烯烃发生自由基聚合反应，从而交联聚合形成环氧丙烯酸树脂，以1,12-二氨基十二烷为扩链剂，氨基与环氧基团发生开环反应，1,12-二氨基十二烷的柔性亚甲基长烷基链，能围绕对称轴进行自由旋转，从而增强了环氧丙烯酸树脂的柔韧性，从而降低了涂膜的脆性，起到了增韧改性的效果，甲基丙烯酸十七氟癸酯中的全氟碳链和1,12-二氨基十二烷长碳链具有很强的疏水性能，赋予了环氧丙烯酸树脂优异的超疏水性能。
该一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料，使用乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性纳米SiO2，然后修饰改性纳米聚多巴胺，乙烯基三乙氧基硅烷中的烯基与丙烯酸交联聚合，改善了纳米SiO2在环氧丙烯酸树脂中的分散性，纳米SiO2作为无机纳米材料，可以明显增强涂膜材料的耐磨性和拉伸强度等机械性能，同时聚多巴胺中的羟基和氨基与环氧基团开环反应，也进一步改善了纳米SiO2在环氧丙烯酸树脂中的相容性和分散性，避免了纳米SiO2由于分散不均匀，而影响涂膜材料的机械性能。
附图说明
图1是本发明油浴锅结构正面示意图；
图2是本发明U型循环管左视图；
图3是本发明U型循环管俯视图。
1、锅体；2、过孔；3、水阀；4、U型循环管；5、套管；6、通孔。
具体实施方式
为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：12-16份环氧树脂、32-38份丙烯酸、15-21份甲基丙烯酸十七氟癸酯、4-10份1,12-二氨基十二烷、1-3份引发剂、12-36份改性SiO2修饰聚多巴胺，引发剂为过氧化二苯甲酰。
改性SiO2修饰聚多巴胺制备方法包括以下步骤：
(1)向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为2-3:1，再加入氨水调节溶液pH至8-10，加入盐酸多巴胺，将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至35-45℃，恒温水浴锅包括锅体、锅体底部设置有过孔，过孔固定连接有水阀，锅体内部设置有U型循环管，U型循环管活动连接有套管，套管与通孔卡接，匀速搅拌反应25-30h，将溶液置于冰水浴中冷却，向反应瓶中加入丙酮溶剂，匀速搅拌后静置沉降，直至有大量沉淀析出，将溶液离心分离除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米聚多巴。
(2)向反应瓶蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为20-30:1再加入纳米SiO2和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，两者质量比为8-15:1，将反应瓶置于超声分散仪中，在30-50℃下进行超分散处理1-2h，超声频率为20-30KHz，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至40-80℃，匀速搅拌反应8-15h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物并充分干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性纳米SiO2。
(3)向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂，加入纳米聚多巴和改性纳米SiO2，两者质量比为2-4:1，将反应瓶在40-60℃下进行超分散处理1-3h，超声频率为25-35KHz，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60-80℃，匀速搅拌反应3-5h，将溶液置于冰水浴中冷却，向反应瓶中加入蒸馏水，直至有大量沉淀析出，使用蒸馏水和形成洗涤固体产物并充分干燥，制备得到改性SiO2修饰聚多巴胺。
超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料制备方法包括以下步骤：
(1)向反应瓶中加入丙酮溶剂、32-38份丙烯酸、12-16份环氧树脂，15-21份甲基丙烯酸十七氟癸酯和10-34份改性SiO2修饰聚多巴胺，搅拌均匀后加入1-3份引发剂过氧化二苯甲酰，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60-80℃，匀速搅拌反应3-6h。
(2)向反应瓶加入4-10份1,12-二氨基十二烷，升温至90-120℃，进行扩链反应2-5h，将溶液冷却至室温，进行高速乳化过程，控制固液比为55-70％，制备得到超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料。
实施例1
(1)制备纳米聚多巴组分1：向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为2:1，再加入氨水调节溶液pH至8，加入盐酸多巴胺，将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至35℃，恒温水浴锅包括锅体、锅体底部设置有过孔，过孔固定连接有水阀，锅体内部设置有U型循环管，U型循环管活动连接有套管，套管与通孔卡接，匀速搅拌反应25h，将溶液置于冰水浴中冷却，向反应瓶中加入丙酮溶剂，匀速搅拌后静置沉降，直至有大量沉淀析出，将溶液离心分离除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米聚多巴组分1。
(2)制备改性纳米SiO2组分1：向反应瓶蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为20:1再加入纳米SiO2和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，两者质量比为8:1，将反应瓶置于超声分散仪中，在30℃下进行超分散处理1h，超声频率为200KHz，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至40℃，匀速搅拌反应8h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物并充分干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性纳米SiO2组分1。
(3)制备改性SiO2修饰聚多巴胺组分1：向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂，加入纳米聚多巴组分1和改性纳米SiO2组分1，两者质量比为2:1，将反应瓶在40℃下进行超分散处理1h，超声频率为25KHz，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60℃，匀速搅拌反应3h，将溶液置于冰水浴中冷却，向反应瓶中加入蒸馏水，直至有大量沉淀析出，使用蒸馏水和形成洗涤固体产物并充分干燥，制备得到改性SiO2修饰聚多巴胺组分1。
(4)制备超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料1：向反应瓶中加入丙酮溶剂、32份丙烯酸、12份环氧树脂，15份甲基丙烯酸十七氟癸酯和34份改性SiO2修饰聚多巴胺组分1，搅拌均匀后加入1份引发剂过氧化二苯甲酰，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60℃，匀速搅拌反应3h，向反应瓶加入4份1,12-二氨基十二烷，升温至90℃，进行扩链反应2h，将溶液冷却至室温，进行高速乳化过程，控制固液比为55％，制备得到超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料1。
实施例2
(1)制备纳米聚多巴组分2：向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为2:1，再加入氨水调节溶液pH至10，加入盐酸多巴胺，将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至45℃，恒温水浴锅包括锅体、锅体底部设置有过孔，过孔固定连接有水阀，锅体内部设置有U型循环管，U型循环管活动连接有套管，套管与通孔卡接，匀速搅拌反应25h，将溶液置于冰水浴中冷却，向反应瓶中加入丙酮溶剂，匀速搅拌后静置沉降，直至有大量沉淀析出，将溶液离心分离除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米聚多巴组分2。
(2)制备改性纳米SiO2组分2：向反应瓶蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为30:1再加入纳米SiO2和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，两者质量比为8:1，将反应瓶置于超声分散仪中，在30℃下进行超分散处理2h，超声频率为30KHz，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至40℃，匀速搅拌反应15h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物并充分干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性纳米SiO2组分2。
(3)制备改性SiO2修饰聚多巴胺组分2：向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂，加入纳米聚多巴组分2和改性纳米SiO2组分2，两者质量比为2:1，将反应瓶在60℃下进行超分散处理1h，超声频率为25KHz，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60℃，匀速搅拌反应5h，将溶液置于冰水浴中冷却，向反应瓶中加入蒸馏水，直至有大量沉淀析出，使用蒸馏水和形成洗涤固体产物并充分干燥，制备得到改性SiO2修饰聚多巴胺组分2。
(4)制备超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料2：向反应瓶中加入丙酮溶剂、34份丙烯酸、13份环氧树脂，16.5份甲基丙烯酸十七氟癸酯和28份改性SiO2修饰聚多巴胺组分2，搅拌均匀后加入1.5份引发剂过氧化二苯甲酰，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60℃，匀速搅拌反应6h，向反应瓶加入6份1,12-二氨基十二烷，升温至120℃，进行扩链反应2h，将溶液冷却至室温，进行高速乳化过程，控制固液比为68％，制备得到超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料2。
实施例3
(1)制备纳米聚多巴组分3：向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为2.5:1，再加入氨水调节溶液pH至9，加入盐酸多巴胺，将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至40℃，恒温水浴锅包括锅体、锅体底部设置有过孔，过孔固定连接有水阀，锅体内部设置有U型循环管，U型循环管活动连接有套管，套管与通孔卡接，匀速搅拌反应28h，将溶液置于冰水浴中冷却，向反应瓶中加入丙酮溶剂，匀速搅拌后静置沉降，直至有大量沉淀析出，将溶液离心分离除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米聚多巴组分3。
(2)制备改性纳米SiO2组分3：向反应瓶蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为25:1再加入纳米SiO2和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，两者质量比为12:1，将反应瓶置于超声分散仪中，在40℃下进行超分散处理1.5h，超声频率为25KHz，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60℃，匀速搅拌反应12h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物并充分干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性纳米SiO2组分3。
(3)制备改性SiO2修饰聚多巴胺组分3：向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂，加入纳米聚多巴组分3和改性纳米SiO2组分3，两者质量比为3:1，将反应瓶在50℃下进行超分散处理1.5h，超声频率为30KHz，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至70℃，匀速搅拌反应4h，将溶液置于冰水浴中冷却，向反应瓶中加入蒸馏水，直至有大量沉淀析出，使用蒸馏水和形成洗涤固体产物并充分干燥，制备得到改性SiO2修饰聚多巴胺组分3。
(4)制备超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料3：向反应瓶中加入丙酮溶剂、35份丙烯酸、14份环氧树脂，18份甲基丙烯酸十七氟癸酯和25份改性SiO2修饰聚多巴胺组分3，搅拌均匀后加入2份引发剂过氧化二苯甲酰，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至70℃，匀速搅拌反应4h，向反应瓶加入6份1,12-二氨基十二烷，升温至100℃，进行扩链反应3h，将溶液冷却至室温，进行高速乳化过程，控制固液比为62％，制备得到超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料3。
实施例4
(1)制备纳米聚多巴组分4：向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为3:1，再加入氨水调节溶液pH至10，加入盐酸多巴胺，将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至45℃，恒温水浴锅包括锅体、锅体底部设置有过孔，过孔固定连接有水阀，锅体内部设置有U型循环管，U型循环管活动连接有套管，套管与通孔卡接，匀速搅拌反应25h，将溶液置于冰水浴中冷却，向反应瓶中加入丙酮溶剂，匀速搅拌后静置沉降，直至有大量沉淀析出，将溶液离心分离除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米聚多巴组分4。
(2)制备改性纳米SiO2组分4：向反应瓶蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为30:1再加入纳米SiO2和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，两者质量比为8:1，将反应瓶置于超声分散仪中，在50℃下进行超分散处理1h，超声频率为30KHz，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至80℃，匀速搅拌反应8h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物并充分干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性纳米SiO2组分4。
(3)制备改性SiO2修饰聚多巴胺组分4：向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂，加入纳米聚多巴组分4和改性纳米SiO2组分4，两者质量比为2:1，将反应瓶在60℃下进行超分散处理1h，超声频率为35KHz，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至80℃，匀速搅拌反应3h，将溶液置于冰水浴中冷却，向反应瓶中加入蒸馏水，直至有大量沉淀析出，使用蒸馏水和形成洗涤固体产物并充分干燥，制备得到改性SiO2修饰聚多巴胺组分4。
(4)制备超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料4：向反应瓶中加入丙酮溶剂、37.5份丙烯酸、15份环氧树脂，20份甲基丙烯酸十七氟癸酯和17份改性SiO2修饰聚多巴胺组分4，搅拌均匀后加入2.5份引发剂过氧化二苯甲酰，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至80℃，匀速搅拌反应6h，向反应瓶加入8份1,12-二氨基十二烷，升温至90℃，进行扩链反应5h，将溶液冷却至室温，进行高速乳化过程，控制固液比为66％，制备得到超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料4。
实施例5
(1)制备纳米聚多巴组分5：向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为2:1，再加入氨水调节溶液pH至10，加入盐酸多巴胺，将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至35℃，恒温水浴锅包括锅体、锅体底部设置有过孔，过孔固定连接有水阀，锅体内部设置有U型循环管，U型循环管活动连接有套管，套管与通孔卡接，匀速搅拌反应30h，将溶液置于冰水浴中冷却，向反应瓶中加入丙酮溶剂，匀速搅拌后静置沉降，直至有大量沉淀析出，将溶液离心分离除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米聚多巴组分5。
(2)制备改性纳米SiO2组分5：向反应瓶蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为30:1再加入纳米SiO2和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，两者质量比为15:1，将反应瓶置于超声分散仪中，在50℃下进行超分散处理2h，超声频率为30KHz，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至80℃，匀速搅拌反应15h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物并充分干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性纳米SiO2组分5。
(3)制备改性SiO2修饰聚多巴胺组分5：向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂，加入纳米聚多巴组分5和改性纳米SiO2组分5，两者质量比为4:1，将反应瓶在60℃下进行超分散处理3h，超声频率为35KHz，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至80℃，匀速搅拌反应5h，将溶液置于冰水浴中冷却，向反应瓶中加入蒸馏水，直至有大量沉淀析出，使用蒸馏水和形成洗涤固体产物并充分干燥，制备得到改性SiO2修饰聚多巴胺组分5。
(4)制备超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料5：向反应瓶中加入丙酮溶剂、38份丙烯酸、16份环氧树脂，21份甲基丙烯酸十七氟癸酯和10份改性SiO2修饰聚多巴胺组分5，搅拌均匀后加入3份引发剂过氧化二苯甲酰，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至80℃，匀速搅拌反应6h，向反应瓶加入10份1,12-二氨基十二烷，升温至120℃，进行扩链反应5h，将溶液冷却至室温，进行高速乳化过程，控制固液比为70％，制备得到超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料5。
PT-705B视频光学接触角测量仪测试实施例1-5中超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料的疏水角和超疏水性能，测试标准为GB/T 30693-2014。
实施例 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
疏水角 150.6 152.1 151.2 150.9 151.0
综上所述，该一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料，环氧树脂中苯环相邻氧原子邻位的碳原子，在引发剂过氧化二苯甲酰作用下，形成碳自由基，与甲基丙烯酸十七氟癸酯和丙烯酸中的烯烃发生自由基聚合反应，从而交联聚合形成环氧丙烯酸树脂，以1,12-二氨基十二烷为扩链剂，氨基与环氧基团发生开环反应，1,12-二氨基十二烷的柔性亚甲基长烷基链，能围绕对称轴进行自由旋转，从而增强了环氧丙烯酸树脂的柔韧性，从而降低了涂膜的脆性，起到了增韧改性的效果，甲基丙烯酸十七氟癸酯中的全氟碳链和1,12-二氨基十二烷长碳链具有很强的疏水性能，赋予了环氧丙烯酸树脂优异的超疏水性能。
使用乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性纳米SiO2，然后修饰改性纳米聚多巴胺，乙烯基三乙氧基硅烷中的烯基与丙烯酸交联聚合，改善了纳米SiO2在环氧丙烯酸树脂中的分散性，纳米SiO2作为无机纳米材料，可以明显增强涂膜材料的耐磨性和拉伸强度等机械性能，同时聚多巴胺中的羟基和氨基与环氧基团开环反应，也进一步改善了纳米SiO2在环氧丙烯酸树脂中的相容性和分散性，避免了纳米SiO2由于分散不均匀，而影响涂膜材料的机械性能。

Claims (7)

1.一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：12-16份环氧树脂、32-38份丙烯酸、15-21份甲基丙烯酸十七氟癸酯、4-10份1,12-二氨基十二烷、1-3份引发剂、12-36份改性SiO2修饰聚多巴胺。
2.根据权利要求1所述的一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料，其特征在于：所述引发剂为过氧化二苯甲酰。
3.根据权利要求1所述的一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料，其特征在于：所述改性SiO2修饰聚多巴胺制备方法包括以下步骤：
(1)向体积比为2-3:1的蒸馏水和乙醇混合溶剂中，加入氨水调节溶液pH至8-10，加入盐酸多巴胺，将溶液在恒温水浴锅中加热至35-45℃，匀速搅拌反应25-30h，向溶液中加入丙酮溶剂静置沉降，直至有大量沉淀析出，将溶液除去溶剂，洗涤固体产物并干燥，制备得到纳米聚多巴；
(2)向体积比为20-30:1蒸馏水和乙醇混合溶剂中，加入纳米SiO2和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，将溶液在30-50℃下进行超分散处理1-2h，超声频率为20-30KHz，将溶液在恒温水浴锅中，加热至40-80℃，匀速搅拌反应8-15h，将溶液除去溶剂，洗涤固体产物并干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性纳米SiO2；
(3)向N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入纳米聚多巴和改性纳米SiO2，将溶液在40-60℃下进行超分散处理1-3h，超声频率为25-35KHz，将溶液在恒温水浴锅中，加热至60-80℃，反应3-5h，向溶液中加入蒸馏水，直至有大量沉淀析出，洗涤固体产物并干燥，制备得到改性SiO2修饰聚多巴胺。
4.根据权利要求3所述的一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料，其特征在于：所述恒温水浴锅包括锅体、锅体底部设置有过孔，过孔固定连接有水阀，锅体内部设置有U型循环管，U型循环管活动连接有套管，套管与通孔卡接。
5.根据权利要求3所述的一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料，其特征在于：所述纳米SiO2和乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为8-15:1。
6.根据权利要求3所述的一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料，其特征在于：所述纳米聚多巴和改性纳米SiO2的质量比为2-4:1。
7.根据权利要求1所述的一种超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料，其特征在于：所述超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料制备方法包括以下步骤：
(1)向丙酮溶剂中加入32-38份丙烯酸、12-16份环氧树脂，15-21份甲基丙烯酸十七氟癸酯和10-34份改性SiO2修饰聚多巴胺，搅拌均匀后加入1-3份引发剂过氧化二苯甲酰，将溶液在恒温水浴锅中，加热至60-80℃，反应3-6h；
(2)向溶液中加入4-10份1,12-二氨基十二烷，升温至90-120℃，进行扩链反应2-5h，将溶液进行高速乳化过程，控制固液比为55-70％，制备得到超疏水纳米SiO2改性环氧丙烯酸树脂涂料。
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